Для изготовления синтетических канатов сегодня используются различные материалы. В нашей статье рассмотрим и сравним ключевые характеристики искусственных материалов, что поможет правильно подобрать изделие для конкретных случаев.
Перечень основных искусственных материалов для производства канатов и их международные маркировки:
1. Полипропилен – РР;
2. Полиэтилен – РЕ;
3. Полиэфиры – PET, PES (лавсан, полиэстер и др);
4. Полиамиды – РА (капрон и нейлон);
5. Высокомолекулярные полиэтилены - HMPE, HPPE (Spectra, Dyneema и др.);
6. Арамиды – PPTA (кевлар, Тwaron, Тechnora).
Название материалов позиций №5 и №6 происходит от торговых марок, под которыми эти материалы производятся.
Физико-химические характеристики
Каждый синтетический материал имеет спектр физических и механических свойств, исходя из которых, определяется сфера использования веревок. Остановимся более детально на основных физико-химических характеристиках канатно-веревочной продукции.
Температура
Нагрев или охлаждение синтетических материалов до конкретных температурных показателей определяет их агрегатное состояние:
- кристаллическое – при определенной отрицательной температуре канат становится жестким и хрупким, то есть, не пригодным для использования.
- нормальное – диапазон температур, при которых материал может долго и безопасно эксплуатироваться.
- размягченное – нагревание каната выше допустимой температуры приводит к размягчению и растягиванию при воздействии нагрузки, после чего изделие полностью либо частично теряет свои характеристики. По сути, температура размягчения – это точка невозврата.
- расплавленное – состояние, при котором материал плавится и испаряется.
Для сравнения, приведем температуры агрегатных состояний веревок из искусственных материалов.
| Материал | t,°C | |||
|---|---|---|---|---|
| 1* | 2* | 3* | 4* | |
| РА | -50 | 100 | 170 | 215 |
| РЕТ, PES |
-60 | 120 | 225 | 260 |
| PP | -20 | 80 | 140 | 170 |
| PE | -70 | 80 | 120 | 150 |
| HMPE, HPPE |
-70 | 80 | 120 | 150 |
| PPTA | -70 | 250 | - | 500 |
* температура:
1 - кристаллизации;
2 - робочая;
3 - размягчения;
4 - плавления.
Синтетические веревки сохраняют свои паспортные характеристики исключительно при рабочей температуре. Любое превышение температуры влечет за собой снижение эксплуатационных свойств и сокращение срока службы изделия.
Важно знать! Температура веревки зависит не только от условий окружающей среды, но и от воздействия сил трения: внешних – это валы, оси, блоки, ролики и другие детали, с которыми контактирует канат, внутренних – межволоконное трение. Нагрузки и большие скорости протягивания канатов поднимают их температуру.
Трение
Стойкость продукции к механическому износу в результате воздействия сил трения определяется исходя из:
- характеристик материала;
- технологии обработки синтетических волокон;
- конструктивных особенностей веревки;
- типа контактной поверхности;
- усилия натяжения и прижатия веревки к поверхности;
- скорости протяжки веревки либо поверхности.
Сравним устойчивость синтетических канатов к трению по десятибалльной шкале.
| Материал | Стойкость до истирания |
|---|---|
| РА | 8 |
| РЕТ, PES |
7 |
| PP | 4 |
| PE | 5 |
| HMPE, HPPE |
10 |
| PPTA | 6 |
Важно! Стойкость к истиранию полиамида падает при высоком уровне влажности.
Прочность
Это усилие, при котором синтетический канат разрывается. Любая нагрузка провоцирует растяжение и удлинение веревки, и чем больше усилие приложить, тем сильнее она растягивается. Новые канаты растягиваются больше, чем уже бывшие в употреблении. Величина растяжения во многом зависит от конструктивных особенностей веревки.
Факторы, влияющие на прочность веревки:
- конструкция каната;
- параметры прочности волокон;
- динамика нагрузки на канат;
- температура и влажность воздуха;
- узлы и перегибы каната.
Прочность и процент растяжения веревок указаны в таблице (характеристики зависят также от производителя).
| Материал | Прочность, cN/dtex |
Удлинения при разрыве, % |
|---|---|---|
| РА | 6,2-8,2 | 22-24 |
| РЕТ, PES |
6,2-8,4 | 10-17 |
| PP | 6,1-6,6 | 20 |
| PE | 5,1-6,0 | 20 |
| HMPE, HPPE |
23-40 | 3,5-4,0 |
| PPTA | 20-35 | 2-5 |
Важно! Прочность влажного полиамида, полипропилена и полиэфира снижается на 5-10%.
Ультрафиолетовое излучение
Синтетические веревки постепенно теряют свои прочностные характеристики в связи с процессом «старения». Под влиянием температуры и ультрафиолетового излучения эти процессы ускоряются. Чтобы нивелировать разрушительные процессы, производители применяют светостабилизирующие добавки и специальные составы, которые позволяют защитить искусственные материалы от пагубного солнечного света.
Сравним устойчивость синтетических канатов к УФ по десятибалльной шкале.
| Материал | Стойкость до УФ |
|---|---|
| РА | 8 |
| РЕТ, PES |
10 |
| PP | 6 |
| PE | 9 |
| HMPE, HPPE |
9 |
| PPTA | 6 |
Важно! Параметры могут изменяться при добавлении светостабилизирующих веществ.
Влагопоглощение
Вода проникает в материал на физическом (между волокон) и химическом (внутрь волокон) уровне. В первом случае, влага не будет влиять на эксплуатационные характеристики синтетических веревок, во втором – будет.
Сравним показатели влагопоглощения синтетических веревок.
| Материал | Влагопоглощение, % |
|---|---|
| РА | 1-7 |
| РА | 0,5-2,0 |
| PP | 0 |
| PE | 0 |
| HMPE, HPPE |
0 |
| PPTA | 2-5 |
Нужно знать! Полиэтилен и высокомолекулярный полиэтилен обладают водоотталкивающим эффектом. Продолжительное влияние влаги снижает прочность арамида. Полиамиды при проникновении влаги теряют до 15% прочности (она полностью восстанавливается после высыхания материала).
Плотность
Чем выше плотность, тем выше масса одного погонного метра синтетического каната.
| Материал | Плотность, кг/дм3 |
|---|---|
| РА | 1,14 |
| РЕТ, PES |
1,38 |
| PP | 0,91 |
| PE | 0,97 |
| HMPE, HPPE |
0,97 |
| PPTA | 1,4 |
Вывод
Зная характеристики, можно правильно определить сферу использования канатов. Например:
- полипропиленовые канаты подходят для бытового использования и простых задач;
- полиамидные – для буксировочных приспособлений и страховочных веревок,
- полиэфирные – для сферы грузоподъема, промальпа, тяговых приспособлений;
- полиэтиленовые – для эксплуатации во влажной среде;
- высокомолекулярный полиэтилен и арамид – для яхтинга, рыболовства, мачтовых оттяжек и т.д.
В интернет-магазине «Такелажные Системы» вы сможете по выгодной цене купить синтетические канаты для разноплановых задач.
