氟橡胶热缩管低温下会变脆吗？回温能恢复吗

　　在寒冷地区、冷链设备、高空飞行器、冬季户外线缆以及低温试验箱中，热缩管都会遇到零下温度。有的人会发现套管变得很硬，在弯曲的时候还会发出清脆的声音;也有人把线缆移到了室温之下之后，材料好像又变回了柔软的状态。氟橡胶热缩管在低温下是否会变得很脆呢?回温能恢复吗?答案会根据材料配方、温度下限、受力方式和是否有裂纹等因素来确定。把低温问题简单地归结为“耐不耐寒””，就容易忽视其背后所发生的物理变化以及无法逆转的损害。

　　一、低温下材料变脆的原因

　　高分子材料在低温下的性能和分子链的运动有关。随着温度下降，分子链的热运动变小了，所以材料由高弹态变成了玻璃态。玻璃化转变温度也是很重要的一个参照值。当温度低于这个值的时候，材料就会变得比较坚硬和脆性大了，缓冲和密封的能力也会降低。但是玻璃化转变并不意味着马上就会变得非常容易碎裂。是否开裂还要看受力的速度、缺口、壁厚以及约束等因素。快速冲击、弯曲或者振动要比慢慢施加压力更易产生裂纹。氟橡胶分子链中含有氟元素，氟碳键非常稳定，在低温下也不会发生冻结现象。冻结之后的材料并不是马上就会粉化，而是在弹性降低、回弹变慢的情况下，在受到外界力量的时候容易出现应力集中现象。

　　二、氟橡胶热缩套管的低温边界

　　通用氟橡胶的玻璃化转变温度一般在零下二十摄氏度左右，特殊配方可以降到零下四十摄氏度以下。所以氟橡胶热缩套管在低温下会变硬，但是并不一定会马上变得脆。在零下十摄氏度的时候仍然有弹性;在零下三十摄氏度的时候，普通的配方可能会变得非常坚硬;在零下50℃的时候，很多通用的产品已经不适应动态弯曲了。所谓的低温极限应该分清静态密封与动态弯曲。静置时可以接受较低的温度，而动态振动、冲击等又需要更高的耐受能力。在选择的时候不能仅仅依靠高温来判断，低温脆化的温度也非常重要。如果线缆在低温下要不断被弯曲、振动或者移动的话，那么材料就必须要保持一定的弹性和韧性，否则护套和绝缘都会受到损害。

　　三、回温可以恢复过来吗

　　低温只使分子链的运动暂时停止，并未产生微裂纹、永久变形或者界面脱粘的情况，在回温之后，材料一般能够恢复一部分甚至全部的弹性。该过程为物理可逆的过程。但是恢复的程度会受到配方以及衰老状况的影响。如果材料已经经过了热老化、增塑剂迁移或者交联过高等情况，在再次降温之后再回升温度的话，那么它的弹性的可能会比原来差一些。如果在低温状态下就已经出现开裂、粉化、脱胶的情况，即使恢复到常温也无法修补这些裂缝。密封不严、绝缘降低以及机械强度减弱等现象一般为不可逆状态。反复冻融还会造成疲劳，使得微裂纹得以扩大。所以回温能够恢复的前提是没有发生不可逆的损伤。在判断的时候不能仅仅依靠表面的现象来判断，要对物体进行进一步的观察和分析，看看它是不是变硬了，有没有细小的裂痕，端部是否已经脱落，它的绝缘性能又如何呢?

　　四、配方和结构对产品的影响

　　在氟橡胶配方里，生胶种类、增塑剂、填充料以及硫化体系都会对低温性能产生影响。增塑剂可以降低玻璃化转变温度、提高柔韧性，但是可能会在高温下迁移，从而造成低温性能变差。填料多的话可以增加硬度，在低温下更容易产生裂纹。交联度太大，弹性降低;交联不够，耐腐蚀性和耐高温性都较差。所以同为氟橡胶热缩管，在低温下表现出来的差异会比较大。

　　双壁热缩管的内层胶，在低温的时候可能会先变得脆硬，失去了粘接力之后，即使外层回温恢复，密封也有可能会失效。花纹热缩管表面纹理的地方存在着应力集中，在低温弯曲的时候容易在纹理根部开裂。PVDF热缩管比较坚硬，在低温下容易出现脆化现象，因此需要特别注意。线缆标识用的油墨以及标签，在低温的情况下可能会出现开裂或者脱落的情况，从而影响到识别的效果。结构越是复杂的，界面就越多，在低温下各个层次的收缩率不一样，就越容易产生内应力。端部、切口以及弯曲的地方一般比较容易损坏。

　　五、低温施工和安装

　　在低温环境下安装热缩管很容易出现问题。材料变得很坚硬，并且在收缩的时候不均匀，当加热的时候内外之间的温度差异很大，可能会出现气泡或者空洞的情况。加热不够、收缩不到位;温度过高，表层碳化。冷却速度过快时，内部产生的应力就会变大。在低温环境下弯曲电线电缆时，管道材料以及电线电缆本身都有可能会受到损害。在低温环境下施工之前要预热线缆、管材，并且要用均匀的热源进行收缩处理，在收缩之后再慢慢冷却下来，不能马上弯曲。如果一定要在低温环境下进行安装，则需要选用具有良好的低温性能的配方，并且要对它的弯曲性和冲击性进行验证。安装完毕之后不能马上做高压实验或者机械拉伸，要给材料一个回温稳定的时间。

　　六、测试与评估

　　评价低温性能一般采用脆化温度法、低温弯曲法、低温冲击法、低温拉伸法以及冷热循环法等。脆化温度是指材料在冲击作用下不会开裂的最大温度。低温弯曲试验可以用来模拟安装以及振动的情况。冷热循环模拟了呼吸效应以及界面应力。测试样品要包括端部密封结构，并不是只有管材需要进行此项检测。双壁热缩管的胶层、花纹热缩管的纹理、PVDF热缩管的透明件、线缆标识的油墨等都要一起进行检验。实验室的数据不能直接等同于现场寿命，但是可以筛选出配方和结构。如果该产品被用来进行冷链物流、航空运输或者高寒户外作业，则需要要求企业提供低温保持率的数据并进行实际工况模拟。

　　七、选型建议

　　寒冷环境选择时要确定最低温度、是否可以进行动态弯曲、有没有受到冲击、有没有接触到油污或者化学物质。如果温度小于通用氟橡胶在低温下的最低值时，则需要使用特殊的低温配方。如果要进行密封处理的话，那么双壁热缩管的胶层低温性能一定要注意好。如果要防止打滑并且能够区分开来的话，那么花纹热缩管就需要考虑其纹理部分在低温下出现开裂的风险了。如果要做透明观察的话，PVDF热缩管要注意低温脆化的现象。如果需要进行标识的话，线缆标识工艺要具有抗低温、抗冻融的能力。安装的时候要预热，然后均匀地加热，最后慢慢冷却下来。定期进行检查，一旦发现材料变硬、开裂、脱落或者标志不清等情况时要立即予以解决。

　　对于静态密封并且温度不是特别低的情况，普通的氟橡胶热缩套管可以使用;对于动态弯曲以及较强的振动情况，应该首先选择低温下具有较好弹性的配方。如果线缆要经常移动的话，那么它的弯曲半径就不能太小，并且不能在低温下反复弯折。如果接头要长时间防止潮湿的话，带胶结构就要确认胶层在低温下仍然可以保持粘接。如果标识要保持很长时间的清晰度，则应该选用和套管材料相匹配的打印工艺，并进行低温附着力试验。

　　八、常见误区

　　误区一：氟橡胶具有良好的耐热性，因此它也应该具备很好的耐寒性能。二者之间并没有必然联系。误区二：回温就可以把一切都恢复过来。裂纹、脱胶是不能恢复的。误区三：在低温的情况下没有破裂就可以继续使用。内部已经产生了细微的损伤。误区四：厚壁比薄壁更耐寒。由于厚壁外层温度较高而内层温度较低，所以加热和冷却时容易产生应力。误区五：双壁热缩管一定是耐低温的。胶层可能会首先出现故障。误区六：PVDF热缩管透明就可以用于低温了。透明性和低温韧性没有关系。误区七：花纹热缩管纹理不会影响到低温。纹理部位应力集中，可能会首先出现裂缝。误区八：线缆标识在低温下也不会损坏。油墨、标签容易出现破裂的情况。误区九：低温试验只需要对管材进行检测就可以。端部以及胶层常常会最先出现问题。误区十：一次低温测试合格就可以长期使用了。反复冻融、老化会使材料性能发生变化。

　　九、结语

　　氟橡胶热缩管在低温下会变得坚硬，但是是否会变脆则要根据配方、温度以及受到的压力来判断。回温能不能恢复，要根据是否有不可逆的伤害来决定。通用氟橡胶热缩套管在低温的时候要小心使用，特殊的配方可以扩大它的下限。双壁热缩管要注意胶层，花纹热缩管要注意应力集中，PVDF热缩管要注意脆性，线缆标识要注意油墨附着。了解低温原理之后，选择合适的型号，在预热的情况下进行安装，并且要慢慢降温并且定期检查，这样热缩管才能够在寒冷环境中正常运转。低温并不是一个孤立的参数，它是由材料、结构、安装以及使用的各种环境因素共同造成的综合性物理性能。