Материалы канатов. Часть 1

Современные канаты, применяемые в промышленном альпинизме, обычно представляют собой конструкцию, состоящую из сердечника и оплётки. Сердечник собран из большого числа тонких нитей, переплетённых между собой определённым образом. Он в основном определяет прочностные и динамические (статические) свойства каната. Сердечник помещается в оплётку, основная задача которой – защита сердечника от внешних воздействий. Кроме того, оплётка обеспечивает часть несущей способности каната.

Канаты изготавливаются из синтетических материалов. Эти материалы довольно разнообразны и обладают разными свойствами. Соответственно, применение того или иного материала в конечном итоге влияет на свойства каната, а значит и на особенности его применения. Используя разные материалы, а иногда комбинируя их, производители добиваются необходимых свойств каната. Кроме непосредственно химического состава большое значение имеет то, как молекулы соединяются между собой, как они вплетаются в более крупные структуры и какое плетение в конечном итоге имеет сам канат. Несмотря на кажущуюся простоту, в производстве современных канатов инженер-химик вполне может найти «место для подвига»!

Рассмотрим наиболее часто применяемые материалы и их свойства.

Полиамид

Полиамиды – это очень большая группа веществ, которые могут обладать весьма разнообразными свойствами. Полиамиды могут иметь как естественное, так и искусственное происхождение. Они широко применяются в промышленности. В производстве канатов применяют искусственно получаемые полиамиды. В зависимости от вида связей между молекулами выделяют несколько групп полиамидов: алифатические, полифталамиды, арамиды. Не вдаваясь в химические подробности, отметим, что представители разных групп могут значительно отличаться по физическим свойствам.

Одним из наиболее известных полиамидов является нейлон. Нейлон – это алифатический полиамид. В целом, нейлон создает гибкие волокна, обладающие хорошей прочностью и растяжением. Нейлон впитывает воду и теряет прочность при намокании. Нужно отметить, что нейлон это строго говоря не один материал, а группа похожих материалов, свойства которых могут несколько отличаться. Температура разрушения нейлона – 3500С.

Другой известный полиамид – арамид (ара-мид – ароматический полиамид). В целом арамид имеет отличное соотношение веса и прочности, малое растяжение, высокую стойкость к повышенным температурам и истиранию. Он очень чувствителен к ультрафиолетовому излучению, поэтому его нередко помещают в оплётку из полиэстера. Известные многим Kevlar и Technora являются как раз арамидом. Температура разрушения арамида 400-5000С.

Полиэстер

Ещё одним известным полимером является полиэстер. Его волокна гидрофобны, прочны, износостойки и относительно устойчива к ультрафиолетовому излучению. Температура разрушения различных материалов из полиэстера может сильно варьироваться, и в отдельных случаях достигать 4000С.

Полиэтилен

Нет, полиэтилен – это не только пакетики!;) Он обладает высокой прочностью и стойкостью к истиранию, а также не тонет в воде. Также полиэтилен обладает низким трением. Известные материалы Dyneema и Spectra являются полиэтиленом сверхвысокой молекулярной массы. Температура разрушения полиэтилена 3000С.

Полипропилен

Этот материал не тонет в воде и не впитывает воду. Обычно он чувствителен к ультрафиолету, высоким температурам и истиранию. Температура разрушения полипропилена 1700С.

Статья подготовлена на основе материалов ropelab.

НАШ НОВЫЙ КАНАЛ НА ДЗЕН https://dzen.ru/id/651c20007c195f7e5916a444?share_to=link