Чем капролон отличается от полипропилена

Капролон — это полиамид 6 (PA 6), конструкционный полимер с высокой твёрдостью и жёсткостью, который держит нагрузку и работает на трение. Полипропилен мягче, легче и почти не впитывает влагу, зато не выдерживает тех же механических напряжений. Главные практические различия: плотность 1.14 г/см³ у PA 6 против 0.92 г/см³ у полипропилена, водопоглощение 3% против менее 0.10% у PP-H, температура плавления 220°C против 162°C. Отсюда и разделение: капролон идёт на детали механизмов, полипропилен — на ёмкости, футеровку и химически агрессивные среды.

Плотность, твёрдость и механика

tecamid — одно из торговых обозначений полиамида, под которым материал поставляется в виде стержней и плит; по сути это тот же PA 6, что в обиходе называют капролоном. Разница в механике между ним и полипропиленом видна по нескольким цифрам:

• Плотность: PA 6 — 1.14 г/см³, полипропилен — 0.92 г/см³. Полипропилен легче воды и плавает, полиамидная деталь тонет. Для крупногабаритных конструкций разница в массе заметна.
• Твёрдость по Шору: PA 6 — 82D, PP-H — 72D. Десять единиц по шкале D — это ощутимо: полипропилен продавливается ногтем инструмента, полиамид сопротивляется.
• Износостойкость и работа на трение: у полиамида она выше, поэтому втулки, шестерни, звёздочки, ролики точат из капролона, а не из PP.

При этом жёсткость не всегда плюс. Там, где нужна ударная вязкость на морозе, полиамид ведёт себя лучше многих пластиков, но неармированный PP-H становится хрупким уже около нуля.

Влага, химия и температура

полипропилен круг используют там, где важна инертность к кислотам, щелочам и растворам солей — водопоглощение PP-H ниже 0.10%, то есть материал практически не меняет размеры от влаги. У полиамида водопоглощение 3%, и это не абстрактная цифра: намокая, PA 6 разбухает, у деталей уплывают посадочные размеры, а точность механизма падает. Поэтому капролоновые втулки на открытом воздухе или в воде проектируют с припуском на набухание.

• Температура плавления: PA 6 — 220°C, PP — 162°C.
• Рабочий диапазон PA 6: от −40 до 85°C. Полиамид держит мороз, но верхняя граница у него ниже, чем можно подумать по температуре плавления.
• Рабочий диапазон PP: от 0 до 100°C. Полипропилен спокойно переносит кипяток и стерилизацию паром, но замерзание для гомополимера критично.
• Исключение по холоду: PP-C, сополимер, выдерживает морозы до −30°C, в отличие от PP-H. Если конструкция зимует на улице, марку выбирают именно из этой группы.

Получается любопытная асимметрия: капролон живёт в холоде, полипропилен — в горячей воде. Пересечение рабочих диапазонов узкое, и часто выбор решается не прочностью, а условиями среды.

Обработка и сварка

стержень pvc в этом сравнении упоминается не случайно: вместе с полипропиленом ПВХ относится к материалам, из которых собирают химически стойкие конструкции сваркой — экструзионной или горячим газом с присадочным прутком. Полипропилен сваривается надёжно, шов почти равнопрочен основному материалу. Полиамид сваривать сложнее: он гигроскопичен, перед нагревом требует сушки, иначе в шве образуются поры. Подробнее о марках и форматах поставки полимеров можно узнать на сайте поставщиков технических пластиков.

По механической обработке картина обратная. Капролон отлично точится и фрезеруется, стружка сходит ровно, поверхность получается гладкой. Полипропилен «тянется» под резцом, залипает на инструменте, требует острой геометрии и высоких оборотов при малой подаче. Отливной капролон, к слову, часто обрабатывается лучше экструзионного PA 6 — заготовки крупнее и внутренние напряжения ниже, хотя разброс свойств по сечению у него больше.

Что выбрать под задачу

• Нагруженные детали механизмов — втулки скольжения, ролики, шкивы, шестерни: полиамид.
• Ванны, баки, скрубберы, футеровка, воздуховоды агрессивных сред: полипропилен.
• Пищевые линии с мойкой горячей водой и паром: полипропилен, из-за верхней границы 100°C.
• Уличные узлы, работающие зимой: PA 6 (до −40°C) либо PP-C (до −30°C), но не PP-H.
• Точные размеры в сыром помещении: полипропилен, поскольку водопоглощение PA 6 в 3% съедает допуск.

Типичные ошибки

• Ставят PP-H на улицу. Гомополимер при отрицательных температурах теряет ударную вязкость, и деталь колется от случайного удара или вибрации. Нужен сополимер PP-C.
• Считают температуру плавления рабочей. У PA 6 плавление 220°C, но эксплуатация ограничена 85°C — под нагрузкой при 120–150°C деталь поплывёт и потеряет геометрию задолго до расплава.
• Не закладывают припуск на набухание капролона. Втулку точат «в размер», через месяц во влажной среде она разбухает, зажимает вал и греется до задира.
• Меняют полиамид на полипропилен ради экономии в узлах трения. Мягкий PP (72D против 82D) вырабатывается за недели вместо месяцев, появляется люфт, и ремонт обходится дороже разницы в цене заготовки.
• Сваривают полиамид без предварительной сушки. Впитанная влага вскипает в зоне шва, образуются поры, прочность соединения падает в разы — заготовку прогревают заранее, обычно несколько часов, точное время зависит от толщины.