2001-10-01 00:00:00

Шесть атомов углерода для продвинутой промышленности

Химическая промышленность — отрасль мировой экономики, развитие которой (по сравнению со многими другими отраслями) идет относительно медленно, но уверенно и непрерывно.

Полиамиды как химический класс заняли свое место в отрасли уже давно (разумеется, «давно» – для материала, появившегося немногим больше полувека назад). Еще в 1973 году мировое производство полиамидов конструкционного назначения составило около 300 тысяч тонн.

Несмотря на общность названия и структурной основы (амидные группировки —CO—NH— в основной цепи макромолекулы, связанные с алифатическими или ароматическими радикалами), представители этого класса имеют некие «личностные» особенности.

Многоликий полиамид

Полиамид, о котором пойдет речь, известен в химической (и не только химической) промышленности как полиамид-6 (в соответствии с количеством атомов углерода в мономерах -NH-(CH2)5-CO-). Коммерческих же названий несравненно больше: на отсутствие фантазии производители полиамида-6 не жалуются. Чехи, например, предпочитают обозначать свой продукт в каталогах как MURYLON или JARID, в России тот же полиамид-6 (правда, не всякий, а только лучший) называют капролоном, а изготовленный по германской технологии гидролитический полиамид-6 имеет целый список наименований: силон, нейлон, силамид, ультрамид, грилон, зител.

Полиамид-6-блочный (он-то как раз и известен более как капролон или, иногда, капролон-В) определяется промышленными специалистами как многофункциональный конструкционный материал, выступающий в качестве заменителя цветных металлов и их сплавов. Капролон сравнительно молод: в российской и зарубежной промышленности он применяется чуть больше тридцати лет, правда, все это время — исключительно эффективно.

Капролон очень прочен, имеет низкий коэффициент трения в паре с любыми металлами, хорошо и быстро прирабатывается, в 6-7 раз легче бронзы и стали, взамен которых, собственно говоря, он и применяется весьма и весьма успешно. При этом капролон не поддается воздействию углеводов, масел, спиртов, кетонов, эфиров, щелочей и слабых кислот, растворяясь в крезолах, фенолах, концентрированных минеральных кислотах, муравьиной и уксусной кислотах. Обрабатывать капролон можно практически любым способом: он достаточно легко поддается обработке фрезерованием, точением, сверлением и шлифованием.

В дополнение к перечисленным достоинствам, изделия из капролона позволяют устройствам и механизмам, в которых они используются, работать бесшумно и при этом вполне надежно. Износ пар трения при использовании капролоновых деталей снижается в 1,5-2 раза, и соответственно повышается их ресурс.

Наконец, к капролону трудно предъявить какие-либо экологические претензии. Предприятия, занимающиеся его производством, а также производством конечных продуктов из капролона, как правило, имеют гигиенический сертификат на контакт с пищевыми продуктами и питьевой водой.

Для транспортировки капролона можно использовать контейнеры любого типа или вообще любой вид крытого транспорта. Главное, чтобы материал транспортировался в условиях, исключающих прямое попадание влаги. Капролон поставляется в виде плит, брусков и стержней (свободное литье), втулок (центробежное литье) или готовых изделий по документации заказчика.

Что же касается конечного продукта, то полученный материал используют для изготовления:

— подшипников скольжения, направляющих и вкладышей узлов трения, работающих при нагрузке до 20 МПа при смазке маслом, водой или всухую;

— шкивов, блоков и роликов грузоподъемных механизмов с тяговым усилием до 30 тонн;

— корпусов, кронштейнов, ступиц колес и других деталей, к которым предъявляются повышенные требования по ударостойкости;

— шестерен, звездочек и червячных колес различных устройств и механизмов с целью снижения уровня шума и вибрации (до 15 ДБ);

— деталей уплотнения и манжет для систем высокого давления (до 500 атм.).

И это не самый полный список конечных изделий, если учесть, что используют полиамид-6 (капролон), по меньшей мере, в семи промышленных отраслях: пищевой, станкостроительной, химической (целлюлозо-бумажной, нефтехимической), судостроительной, металлургической, при изготовлении подъемно-транспортных механизмов и сельскохозяйственной техники.

Нить, с которой любая дорога легка

Максимальной популярностью полиамид-6 (вернее, одна из его производных) пользуется у производителей комплектующих для автомобилей, которые изготавливают на основе капролона кордную ткань — текстильный армирующий материал для покрышек пневматических шин. Как правило, в качестве армирующего материала полиамидную кордную ткань используют при производстве шин самого широкого спектра: для автомобилей легковых, легкогрузовых и грузовых; общественного транспорта, сельскохозяйственных машин, также в шасси самолетов и другой авиационной техники.

Кордная ткань из полиамидных нитей обладает всеми теми же качествами, что и обычная, но плюс к этому превосходит ее по таким критериям, как прочность, термостабилизированность, и некоторым другим показателям. Плюс к этому выпускающие полиамидную кордную ткань производства стараются выпускать в основном «высокопрочные марки ткани и ткани облегченной структуры при сохранении прочностных показателей полоски (полотна)», применение которых дает автомобилестроителям возможность существенно увеличить грузоподъемность, скорость, надежность и безопасность своей продукции, снизив при этом расход топлива отчасти за счет снижения массы шин.

Получают полиамидную кордную ткань посредством переработки полиамидной нити технического назначения, которая, в свою очередь, выпускаются двух видов: не окрашенной и окрашенной в массе в различные цвета и оттенки. Помимо термостабилизированности (т.е. сохранения прочности при высоких температурах), эта нить отличается светотермостабилизированностью, позволяющей сохранять физико-механические свойства при интенсивном ультрафиолетовом облучении.

В силу своих физико-механических качеств кордная ткань из полиамида-6 служит гораздо дольше обычной, а потому позволяет потребителям экономить на затратах на комплектующие, что и объясняет быстро растущую популярность относительно нового материала в «машинных» отраслях.

Мусор исчезает бесследно

Буквально в последние годы полиамид-6 стал использоваться как базовый полимер при изготовлении нового биоразлагаемого упаковочного материала. Производят экологически чистую новинку итальянцы, которые и дали ей название Mater-Bi. В химический состав упаковки с большим будущем входит не только полиамид-6, но и несколько добавок природного происхождения. Третий элемент Mater-Bi — синтетические нетоксичные полимеры, имеющие допуск к непосредственному контакту с пищевыми продуктами. Все они, как правило, обладают хорошей гидрофильностью и достаточно быстро разлагаются в естественных природных условиях. Производители утверждают, что упаковки из их материала, вывезенные на свалки, полностью разлагаются практически без остатка, не нанося ущерба окружающей среде.

Лидер уходит в отрыв

Предприятия, занимающиеся производством полиамида-6 (капролона), различают несколько разновидностей этого материала. Во-первых, так называемый «полиамид-6-блестящий», иначе говоря — первичный (ОСТ 6-06-С9-93). Это продукт гидролитической полимеризации Е-капролактама, который выпускается в виде гранул от белого до светло-желтого цвета. Во-вторых, есть еще и полиамид-6-литьевой (вторичный) (ТУ 6-13-00203967-61-99) — продукт, получаемый методом плавления отходов. Он предназначен для изготовления «изделий культурно-бытового назначения и неответственных деталей технического назначения». Выпускается в виде гранул от белого до черно-коричневого цвета. Чехи (доминирующие производители полиамида-6 в Центральной Европе) предпочитают заниматься производством более качественного литого полиамида-6-блочного (РА - 6), который используется в основном в машиностроении (ŠKODA auto, ŠKODA PLZEŇ), сельском хозяйстве и полиграфическом производстве.

Однако, пока промышленники выбирают, какая разновидность материала-новичка им больше подходит, полиамид-6 как класс материалов уверенно занимает лидирующее место, все более оттесняя цветные металлы.