0基础看懂PVDF热缩管：从定义到用途一文通

　　一条透明的管道，为什么要花时间去研究

　　热缩管一般情况下人们都是在修理电线时第一次接触到它——把热缩管套到接头上，并且用电吹风加热之后，热缩管就会紧紧地包裹住接头。但是热缩管并不是只有这样的一种。聚乙烯、氟橡胶、双壁带胶、表面带花纹等等各种各样的产品，各有各的性格以及适合的应用场合。PVDF热缩管属于比较特殊的类型，在价格上要比一般的热缩管高很多，但是只有在一些特定的情况下，它才是唯一的选项。

　　本文主要针对没有接触过PVDF热缩管的人来说，从它的定义、为什么不一样、如何选择、怎样使用、用途何在等方面进行层层剖析。

　　什么是不一样的东西呢?从分子的角度来解释“不同”的原因

　　PVDF的全称为聚偏氟乙烯。它是含有氟元素的高聚物，在它的分子主链中只有碳原子存在，但是链上大量的氢原子已经被很多个氟原子所替代，从而形成了一种特殊的碳氟键。PVDF热缩管是利用该种材料经过辐射交联、扩张定型等工艺制成的一种管材，在加热之后可以收缩到原来的大小，从而紧紧包裹住被保护的物体表面。

　　碳氟键的键能大约为485千焦/摩尔，而聚烯烃热缩管中的碳氢键则只有414千焦/摩尔。在常温下差别不大，在长时间使用之后就变得很明显了——地面上的紫外线波长大于290纳米的时候，它的光子的能量根本达不到破坏碳氟键所需要的强度。所以PVDF在户外曝晒之后基本上不会产生实质性分子链断裂的现象。普通的聚乙烯热缩管要达到耐候性的要求，则必须依靠配方中所含有的抗氧剂、光稳定剂等助剂来实现，而这些助剂都是消耗品，在使用完毕之后就会开始出现老化现象。PVDF的耐候性来源于其分子骨架本身，并不需要服用药物来实现。

　　明白了这一点之后，也就知道了PVDF热缩管与普通的热缩管之间的各种不同之处的原因所在。

　　它的样子是怎样的?外观和手感

　　PVDF热缩管标准的颜色为透明色，也可以选择黑色。透明度就是它的一个实际用途，在把套子套到元器件或者线缆上面之后，不用拆开就可以看到里面的情况、标志或者是连接状况。

　　从手感上来说，PVDF属于半硬质材料，在用手捏的时候会感觉比较硬一些，当它被弯曲的时候也会有一定程度上的回弹性，并且它的手感要比聚烯烃热缩管要硬很多。硬度比较高，在使用的时候可能会比较“倔强”，但是它在需要抗切割、耐磨的地方会比软一些的东西更能经受住考验。

　　管壁一般为薄壁结构，表面光滑、平整，并且没有明显的杂质或者气泡。使用卡尺来测量管道的壁厚，在同一条管子上壁厚是均匀的。

　　重要的数据是：1、2、3、4、5、6、7、8、9、0

　　温度范围为PVDF热缩管最重要的一个参数。连续使用的最高温度是175℃，最低起始收缩温度大约为155℃，最低完全收缩温度大约为175℃。也就是说，在加热的时候，管道内壁的温度要达到155℃以上，管道才会开始移动;当温度升至175℃左右时，管道就会收缩到最底部。聚乙烯和聚丙烯等热缩管材料一般具有较高的起始收缩温度，在90～110℃之间不等，而PVDF类热缩管材料则有着非常狭窄且高的收缩窗口，在操作的时候所需要的热量也会比较多一些。

　　收缩比一般为2：1.也就是说收缩后管子的内径是原来的二分之一。一些产品的比例是3：1.该比例决定在选择型号的时候如何进行尺寸计算。

　　体积电阻率达到10¹⁴Ω·cm以上，具有很好的绝缘性。吸水率为小于0.4%的时候，在潮湿环境中的绝缘电阻保持率比较好。拉伸强度为25～40MPa，断裂伸长率为200%～350%，具有较高的强度和良好的韧性。

　　阻燃级别一般都达到了UL22.3-VW-1标准，即在离火之后很快就会自行熄灭。PVDF本身所具有的化学结构就具备了阻燃性，并不需要大量的阻燃剂作为添加物。相关的电子产品一般都满足UL 22.4、AMS-DTL-23053/18等等的标准。

　　如何选择：按照以下四个方面的顺序来确定

　　选择并不是要挑选出一个耐高温程度最高或者价格最高的设备来使用，而应该根据自己的实际情况去选择一款与之相适应的产品。选择的时候可以根据四个方面的内容来一步步地确定下来。

　　第一项就是确定温度了。环境温度小于等于100℃的时候，PVDF还有足够的剩余量;120℃～150℃之间，已经接近长时间使用的极限了，要对是否长期处于这个最高限的状态进行判断;当温度达到175摄氏度的时候，PVDF就不再适用了，这时候就需要选择耐高温能力更强的氟橡胶热缩管或者其它合适的材料。留有温度余地是非常重要的，如果一直处在最高限之下工作的话，那么它的老化速度就会成倍增加。

　　第二步是确定化学介质。PVDF具有很好的抗油性能，常见的各种油类都可以承受;对于大部分的酸碱都有很好的耐受能力;大多数溶剂对其没有太大的影响。但是强氧化性的酸以及一些强极性的溶剂，在高温的情况下可能会产生腐蚀作用。不确定的话可以取一小段管子放入介质中做一个小样的浸泡试验，看是否出现变白、变脆或者开裂的现象。

　　第三步是确定机械外力。在振动环境下或者需要抗切割的地方使用PVDF热缩套管会比普通的热缩套管更具有机械强度。但是如果线束要经常弯曲，并且空间很狭小的话，那么PVDF的刚性可能会变成安装上的难题。

　　第四步是确定尺寸。根据被包裹物体最大、最小直径来确定收缩率，并据此选择合适的型号。业界常用到的“80:20法则”，也可以作为参照标准来使用：热缩管要能够收缩至少20%，但是不能超过80%的最大收缩率，这样才会有很好的包覆效果。

　　安装方法及加热收缩时需要注意的地方

　　PVDF热缩管的安装流程和普通的热缩管差不多，但是它的加热温度要高很多，所以它的操作容错率会比较低。

　　切割的时候切口要规整，不能有毛边。毛刺在加热收缩的过程中就会变成一个应力集中的地方，有可能引起裂纹。表面处理需要把被包裹物体表面的油脂、锈迹以及尖利的毛刺清理干净。套进去之后要检查一下位置是否准确，并且要留出一定的收缩空间。加热收缩是从管子中间开始，然后逐渐向两端移动，在此过程中会有空气从一端被挤出。热风枪的工作温度要足够高，使管道表面所接受到的实际热量能够保持在175℃左右。在加热的过程中要仔细观察管壁和基材之间的结合程度，在管壁变透明、均匀并且紧紧地粘附在基材上时，就表示收缩已经完成。冷却要自然进行，不能使用冷水急速降温，温度变化太大可能会造成裂纹。

　　收缩完毕之后要查看端部是否紧密接触，表面有没有气泡或者皱纹。当管壁能够在基材上自由移动时，则表示收缩没有完全进行，此时应该对选择型号或者加热方法等进行重新评价。另外要特别注意的是，PVDF热缩管是单次使用的产品，在被加热收缩之后不能再重复使用。

　　使用的地方有电子和航空

　　PVDF热缩管主要应用于那些普通的热缩管承受不了的地方。

　　电子和半导体：电阻器、电容器、热电偶的绝缘保护，在半导体制造设备中需要的是低析出、不产生污染的绝缘场合。透明管壁可以让人直接看到元器件的状态。

　　汽车和航空：引擎舱内高温线束保护、机载电线的绝缘和隔热等。PVDF热缩管可以承受发动机舱内高温以及机油环境，并且符合航天航空对于材料排气性能的要求。

　　化工及工业领域中涉及到的各种化工原料、溶剂以及各种化学药品，在这些焊接部位、接头和连接线处所采取的安全防护措施。工厂设备上靠近热源或者化学药品管道的地方的电缆防护措施。

　　医疗：按照标准进行生产的PVDF热缩管，被用来对医疗器械进行绝缘保护、腹腔镜及体内的各种仪器提供刚性的磨损防护。

　　通信和电力：连接器、接头、端子等产品的防水、防潮、防腐蚀处理，以及电缆及连接器接头所承受的机械应力缓解。

　　双壁热缩管可以用于需要防水密封的地方，在内层使用了热熔胶之后就会产生更多的密封效果;花纹热缩管适合于需要防滑握持的情况之下;而氟橡胶热缩套管则是在对柔韧性以及耐油性能有着较高要求的情况下发挥着作用。各种材质的热缩管各有优势，了解了PVDF所处的位置之后就可以知道，在什么情况下应该使用它，在什么情况下又应该更换其他的产品。

　　一句话总结

　　PVDF热缩管的主要优点就是由于其分子结构的原因，在耐候性、耐腐蚀性和耐高温方面具有很强的基础，远远大于普通的热缩管。虽然价格较高，在普通的材料不能承受的情况下，它就是给管道、电线提供安全防护的一层屏障。选择好了之后再安装好，剩下的一切就都交给了时间。