氟橡胶热缩管高温下会软化吗？超过上限会怎样

　　高温是线缆保护当中比较常见的环境。发动机舱、冶金设备、化工管道、光伏接头、航空电子等地方，由于长时间处于高温状态，所以容易出现材料老化的问题。很多人都在询问氟橡胶热缩管在高温之下是否会变软呢?当温度超过了耐温上限的时候又会怎么样呢?答案不可以简单的用“会”或者“不会”来表示。热缩管受热收缩，而材料在高温下变软，则属于两种不同的现象。安装的时候加热是使管材收缩，在使用过程中受热就会考验材料是否能长久地保持其形状、弹性以及绝缘性。了解两个阶段的不同之处，就可以判断出高温的风险了。

　　首先要把安装温度和使用温度区分开来

　　热缩管在进行交联、膨胀之后，在降温之后仍然会保留较大的内径。在安装的时候要加热到一定的温度，分子链就会恢复缠绕的状态，然后管材就收缩了，并且紧紧地贴合着被包裹物体。氟橡胶材料的完全收缩温度一般为150～200℃左右。该温度为施工温度，并非长时间工作的温度。施工过程中，在短时间内被加热之后再进行冷却固化。使用温度是指套管在整个使用寿命期间内所承受的最大温度。二者不可以混淆。如果把安装温度作为耐温上限的话，那么选择的时候就会出现偏差。如果把短时峰值看作是持续的能力的话，那么寿命就会变短。在高温环境之下，影响最终结果的是长时间的热老化过程，并不是一次性的安装加热就可以解决的问题。

　　二、在高温的情况下会不会变软呢

　　氟橡胶属于交联弹性体。随着温度上升，分子链的热运动也变得活跃起来，材料的模量会降低，手感觉到的柔软程度也会增加，恢复的速度也会变慢。软化和热塑性塑料的熔化是不一样的。交联网络就像一个三维骨架来限制分子链的移动。所以即使温度很高，它一般也不会像蜡或者塑料一样流淌下来。但是“不流动”并不等同于“不变形”。当受到压力、夹紧力或者线缆膨胀的作用时，材料会存在压缩永久变形的情况。冷却之后，形状无法全部恢复过来，抱紧力也会降低。如果交联度不够的话，那么软化就会更加明显。如果填料太多、硬度太大但是韧性不够。所以高温软化程度由配方及受力情况决定。

　　三、耐温上限是多高

　　常见的氟橡胶热缩套管可以承受连续使用的温度范围为-55℃到200℃之间。一些产品的短期峰值可以达到230℃～250℃左右，但是时间很短。当达到上限之后，材料就会加快老化。上限并不是一个固定的数值，它会受到介质、氧气、应力、壁厚以及时间的影响。在高温油、蒸汽和酸雾等环境中，上限可能会降低。在无氧、低应力的环境下，寿命可能会有所增加。在工程中要分清连续温度、短时峰值以及热冲击。短时间内达到250℃，并不意味着可以在250℃下长久地运行。长时间处于200℃以上温度下，热氧老化就会慢慢积累起来，产品的使用寿命也会随之降低。

　　第四部分：超出上限之后会发生什么

　　当温度超过耐温上限之后，一般会经历几个阶段的变化。刚开始的时候表面会变得有些发暗，并且手感也会比较柔软或者黏腻。继续受热，增塑剂和低分子组分会向材料内部扩散，在材料收缩或者起泡的时候出现。之后交联网络就被破坏了，材料变得很硬或者很脆，在表面上就会产生一些细微的裂缝。裂纹是从边缘、切口、弯折的地方开始蔓延的。最严重的状况下，材料会粉化、开裂，并最终分解出具有腐蚀性的气体。尺寸回弹是常见的现象：管材收缩之后原来的紧密接触线缆，在高温的作用下内部应力被释放出来，在降温之后不能够恢复到原来紧紧抱持着线缆的状态，因此密封性和固定性都会受到影响。水汽、颗粒物沿着缝隙渗透进去，绝缘电阻降低，耐压可能会出现故障。

　　如果该产品为双壁热缩管，那么内层胶料在高温的作用之下可能会提前软化、流失或者碳化。胶层失效之后，外层虽然完好无损，但是防水密封已经被破坏了。如果产品的材料为PVDF热缩管的话，在长时间内超过它的耐温范围可能会出现变黄、变脆、透明度降低的现象。如果该产品为花纹热缩管，在花纹处由于存在应力集中，在高温老化之后就容易出现开裂的情况。线缆标识也受到影响，普通的油墨可能会褪色、模糊不清，标签也可能因为卷边而掉落。上述的变化并不是同时发生的，但是它们都趋向于同一个结果：即保护功能降低。

　　第五点是造成高温现象的主要原因

　　第一，配方。生胶种类、硫化体系、填充料以及增塑剂都会影响到耐热寿命。第二个就是交联度。交联不够，耐热性和耐溶剂性都比较差;交联度过大时，材料就会变得很脆。另外一点就是壁厚。厚壁留有余地，但是内外温差很大，加热不均。第四，收缩比。高收缩比适用于各种尺寸，但是内应力较大，在高温下容易发生松弛现象。第五、安装应力。过度拉伸、弯曲半径太小都会留下隐患。第六，介质。油、水、酸、碱、蒸汽都会影响到老化的速度。第七，氧气。热氧老化要比单纯的高温老化更加严重。第八，时间。温度越高，老化速度就越快，并且是不可逆的。在一些系统里，温度每提高10到20摄氏度的时候，老化速度就会成倍增长，但是具体的倍数会根据材料以及外界环境的不同而有所变化。

　　六、测试与评估

　　评价高温性能的时候，并不是只有初值可以参考。常用的热老化试验、热失重、压缩永久变形、热冲击、绝缘电阻及耐压测试等。经过高温老化之后再测拉伸强度、断后伸长率以及硬度的变化。压缩永久变形表示密封保持的能力。热冲击模拟的是温度急剧变化的情况。端部密封结构应该进行整体检测，并不是只有对管材进行检测才算是完整的端部密封结构检测。双壁热缩管的胶层、PVDF热缩管的透明件、线缆标识的油墨等都应该被包括在内进行检验。加快老化可以用来筛选配方，但是并不能直接等同于现场寿命。在实际的工作状况下，由于振动、污染以及电力负载的变化，所以会影响到最终的结果。只有整个方案都合格了，才可以说这个方案是可行的。

　　第七条 选择和安装建议

　　在选择的时候要先确定连续工作的环境温度、短时间的最大值、最低温度以及所接触的介质、电压和机械应力等。如果长时间处于200℃左右的状态下，则需要选用耐高温的配方，并且要留有一定的余地。如果出现短时间内的高温现象，请问清楚持续时长以及频率。对氟橡胶热缩套管而言，要留有温度余地并且要注意到热老化之后其性能保持率。安装的时候要注意加热要均匀，不能让某个地方过热。完全收缩之后再慢慢冷却下来，不能马上弯曲或者拉伸。在高温环境里，电线尽量不要靠近热源，并且要采取隔热、散热或者遮阳等措施来降低温度。接头可以采用耐高温密封结构。标识应该选用和套管相匹配的耐高温工艺。定期检查，一旦发现纸张变软、发黏、开裂、脱落或者字迹不清等情况时要立即更换。

　　八、常见误区

　　误区一：安装收缩温度就等于使用温度。两者不同。误区二：短时峰值就是持续耐温。时间很关键。误区三是软化等于熔化。交联橡胶一般不容易流动，但是可以发生形变。误区四：没有裂缝就可以继续使用。内部很有可能已经变质了。误区五：厚壁就一定比薄壁更耐高温。厚壁加热困难且不均一，内部应力也会很大。误区六：带有胶状物质的物体一定是耐高温的。胶层一般会首先出现故障。误区七：透明氟塑料和氟橡胶一样耐高温。两者的材质不一样、上不封顶也就不一样了。误区八：带有纹理的产品在高温的情况下也是没有问题的。在有纹理的地方容易产生应力集中。误区九：标识不清不会影响到使用。不明显的标志会妨碍检修以及安全工作。误区十：一次高温测试合格就可以长期使用了。反复进行热循环会造成累积性的损害。

　　结语

　　氟橡胶热缩管在高温下会变软，但是一般不会熔化，而只是模量降低、发生形变。当温度超过耐温上限之后，就会出现失光、变色、发粘、变硬、开裂、粉化直至完全分解的现象，相应的尺寸回弹以及密封失效也随之产生。带有胶水结构的胶层、透明氟塑料的透明度、有纹路的产品的纹理、标识用的油墨等，在高温下容易出现问题。花纹热缩管在高温下更加需要注意纹路部分的应力集中。要了解安装温度和使用温度的区别，并根据实际情况选择合适的型号、规范安装、定期检查，这样该种套管才可以在高温环境下正常运行。高温并不是一个孤立的数值，它是由材料、结构、时间以及介质等因素共同造成的综合性挑战。