Для виготовлення синтетичних канатів сьогодні використовують різні матеріали. У нашій статті розглянемо та порівняємо ключові характеристики штучних матеріалів, що допоможе правильно підібрати виріб для конкретних випадків.
Перелік основних штучних матеріалів для виробництва канатів та їх міжнародні маркування:
1. Поліпропілен - РР;
2. Поліетилен – РЕ;
3. Поліефіри - PET, PES (лавсан, поліестер та ін).
4. Поліаміди – РА (капрон та нейлон);
5. Високомолекулярні поліетилени - HMPE, HPPE (Spectra, Dyneema та ін.);
6. Араміди – PPTA (Кевлар, Тwaron, Тechnora).
Назва матеріалів позицій №5 та №6 походить від торгових марок, під якими ці матеріали виробляються.
Фізико-хімічні властивості
Кожен синтетичний матеріал має спектр фізичних та механічних властивостей, виходячи з яких визначається сфера використання мотузок. Зупинимося детальніше на основних фізико-хімічних характеристиках канатно-мотузкової продукції.
Температура
Нагрівання або охолодження синтетичних матеріалів до конкретних температурних показників визначає їх агрегатний стан:
- кристалічний – за певної мінусової температури канат стає жорстким і крихким, тобто, не придатним для безпечного використання;
- нормальний – діапазон температур, за яких матеріал може довго та безпечно експлуатуватися;
- розм'якшений – нагрівання канату вище допустимої температури призводить до розм'якшення та розтягування при впливі навантаження, після чого виріб повністю або частково втрачає свої характеристики. По суті температура розм'якшення – це точка неповернення;
- розплавлений – стан, при якому матеріал плавиться й випаровується.
Для порівняння, наведемо температури агрегатних станів мотузок із штучних матеріалів.
| Матеріал |
Температура 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 - кристалізації;
2 - робоча;
3 - розм'якшення;
4 - плавлення.
Синтетичні мотузки зберігають свої паспортні характеристики виключно за робочої температури. Будь-яке перевищення температури спричиняє зниження експлуатаційних властивостей та скорочення терміну служби виробу.
Важливо знати! Температура мотузки залежить не лише від умов навколишнього середовища, а й від впливу сил тертя: зовнішніх – це вали, осі, блоки, ролики та інші деталі, з якими контактує канат, внутрішніх – міжволоконне тертя. Навантаження та великі швидкості протягування канатів піднімають їхню температуру.
Тертя
Стійкість продукції до механічного зношування внаслідок впливу сил тертя визначається виходячи з:
- характеристик матеріалу;
- технології обробки синтетичних волокон;
- конструктивних особливостей мотузки;
- типу контактної поверхні;
- зусилля натягу та притискання мотузки до поверхні;
- швидкості протягування мотузки чи поверхні.
Порівняємо стійкість синтетичних канатів до тертя за десятибальною шкалою.
| Матеріал | Стійкість до стирання |
|---|---|
| РА | 8 |
| РЕТ, PES |
7 |
| PP | 4 |
| PE | 5 |
| HMPE, HPPE |
10 |
| PPTA | 6 |
Важливо! Стійкість до стирання поліаміду знижується при високому рівні вологості.
Міцність
Це зусилля, при якому синтетичний канат розривається. Будь-яке навантаження провокує розтягування та подовження мотузки, і чим більше зусилля докласти, тим сильніше вона розтягується. Нові канати розтягуються більше, ніж вже вживані. Величина розтягування багато в чому залежить від конструктивних особливостей мотузки.
Чинники, що впливають на міцність мотузки:
- конструкція канату;
- параметри міцності волокон;
- динаміка навантаження на канат;
- температура та вологість повітря;
- вузли та перегини канату.
Міцність та відсоток розтягування мотузок вказані у таблиці (характеристики залежать також від виробника).
| Матеріал | Міцність, cN/dtex |
Подовження при розриві, % |
|---|---|---|
| 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 |
Важливо! Міцність вологого поліаміду, поліпропілену та поліефіру знижується на 5-10%.
Ультрафіолетове випромінювання
Синтетичні мотузки поступово втрачають свої характеристики міцності у зв'язку з процесом «старіння». Під впливом температури та ультрафіолетового випромінювання ці процеси прискорюються. Щоб нівелювати руйнівні процеси, виробники застосовують світлостабілізуючі добавки та спеціальні склади, які дозволяють захистити штучні матеріали від згубного сонячного випромінювання.
Порівняємо стійкість синтетичних канатів до УФ за десятибальною шкалою.
| Матеріал | Стійкість до УФ |
|---|---|
| РА | 8 |
| РЕТ, PES |
10 |
| PP | 6 |
| PE | 9 |
| HMPE, HPPE |
9 |
| PPTA | 6 |
Важливо! Параметри можуть змінюватись при додаванні світлостабілізуючих речовин.
Вологопоглинання
Вода проникає у матеріал на фізичному (між волокон) та хімічному (всередину волокон) рівні. У першому випадку, волога не впливатиме на експлуатаційні характеристики синтетичних мотузок, у другому – буде.
Порівняємо показники вологопоглинання синтетичних мотузок.
| Матеріал | Вологопоглинанння, % |
|---|---|
| РА | 1-7 |
| РЕТ, PES |
0,5-2,0 |
| PP | >0 |
| PE | 0 |
| HMPE, HPPE |
0 |
| PPTA | 2-5 |
Потрібно знати! Поліетилен і високомолекулярний поліетилен мають водовідштовхуючий ефект. Тривалий вплив вологи знижує міцність араміду. Поліаміди при проникненні вологи втрачають до 15% міцності (вона повністю відновлюється після висихання матеріалу).
Щільність
Чим вища щільність, тим вища маса одного погонного метра синтетичного канату.
| Матеріал | Щільність, кг-дм3 |
|---|---|
| РА | 1,14 |
| РЕТ, PES |
1,38 |
| PP | 0,91 |
| PE | 0,97 |
| HMPE, HPPE |
0,97 |
| PPTA | 1,4 |
Висновок
Знаючи характеристики, можна правильно визначити сферу використання канатів. Наприклад:
- поліпропіленові канати підходять для побутового використання та простих завдань;
- поліамідні – для буксирувальних пристроїв та страхувальних мотузок;
- поліефірні – для сфери вантажопідйому, промальпа, тягових пристроїв;
- поліетиленові – для експлуатації у вологому середовищі;
- високомолекулярний поліетилен та арамід – для яхтингу, рибальства, щоглових відтяжок тощо.
В інтернет-магазині «Такелажні Системи» ви зможете за вигідною ціною купити синтетичні канати для різноманітних завдань.
