PVDF热缩管收缩后为什么透明度会变化？

　　热缩管在使用之前是透明或者半透明的状态，在加热收缩之后可能会变成雾白色或者浑浊的颜色，并且有可能全部失去透光性。透明款PVDF热缩管的变化尤为明显，在很多人的选择中，透明款PVDF热缩管被广泛使用的原因就是它可以收缩之后再观察内部接头、焊点和线芯的状态。如果透明度降低的话，目视检查的作用就会大大减弱。透明度的变化并不是一个孤立的因素所造成的影响，在半结晶聚合物结晶行为、冷却速度、壁厚变化、界面气隙、表面粗糙度、添加剂迁移以及热降解等多方面的作用下才会产生这样的现象。了解了上述的原因之后，就可以判断出收缩后雾化的外观变化是否可以逆转，或者是材料已经损坏的表现。

　　PVDF热缩管

　　PVDF热缩管在收缩之后的透明度的变化主要和它半结晶的结构有关。PVDF是半结晶性聚合物，在其内部存在着结晶部分和非晶部分。结晶区中的分子链排列得很整齐，而非晶区中的分子链则比较松散，并且两种情况下的折射率是不一样的。可见光透射通过材料的时候，如果结晶区的尺寸接近或者大于可见光波长，则光线会在结晶区和非晶区界面处产生散射现象，从而使得材料呈现出雾白色或者乳白色。安装的时候，PVDF热缩管被加热到完全收缩的温度附近，一般是在175摄氏度左右，此时温度已经接近结晶熔融区间。结晶区的部分熔融状态，分子链获得了运动的能力，管材收缩并与基材紧密接触。接着就是降温过程，在此期间结晶区又会重新出现。当冷却速度比较缓慢的时候，分子链有足够的时间排列成大球形晶体，大球形晶体的大小变大了，光散射也增强了，透明度降低。当冷却速度比较快的时候，晶粒就会变得非常细小并且均匀地分布在各个地方上，而光散射也会因此减弱，从而使得透明度能够得到较好的保持。因此，PVDF热缩管在收缩之后是保持透明还是变成雾白色，主要受热历史以及冷却条件的影响。

　　除了结晶重排之外，壁厚的变化也会对透明度产生影响。热缩管收缩之后，径向尺寸会变小、壁厚也会增大。光线经过管道壁时所走过的路程变长了，散射累积效应也增强了。即使结晶结构没有明显的改变，比较厚的管壁会比薄壁看上去更加模糊。收缩比越大，壁厚增加就越明显，透明度降低的可能性也越大。另外，管壁和基材之间的缝隙中如果有空气存在的话，由于空气和PVDF材料的折射率相差很大，在界面处会产生强烈的散射现象，从而在局部产生白色的雾状现象。水分或者污染物被包裹在界面中，在加热的时候会汽化产生很多的小气泡，也会使透明度降低。当加热温度过高或者时间过长的时候，PVDF表面就有可能发生降解、分子链断裂以及表面粗糙度增大等问题，并且还会产生一些气体从而形成微孔，这样的透明度的变化是不可逆的。因此，PVDF热缩管收缩后透明度的原因是结晶尺寸、壁厚、界面状态以及热损伤等因素的影响所造成的。

　　氟橡胶热缩套管

　　和PVDF不一样的是，氟橡胶热缩套管一般不会以透明度来作为设计的目标。该产品的配方中含有很多填料、硫化剂以及补强体系等成分，而这些组分的折射率并不适合橡胶基体，因此光线会在内部进行多次散射，从而使得管材呈现出黑色、棕色或者其他不透明的颜色。所以对于氟橡胶热缩套管收缩后透明度的变化进行讨论的意义不大。但是它在受热收缩的时候也会产生表面的状态的变化，这些变化可能会被人误解为“透光性降低”。氟橡胶热缩套管经过加热之后，交联网络又重新分布了，在表面上可能会由于应力的释放而产生一些微小的波纹。如果基材表面有油污或者水份，在加热的时候就会发生汽化现象，在管道内部会形成很多气泡，从外面看去就是局部发白。如果加热过头，在表面就会出现热氧老化现象，产生一些低分子化合物，并且会出现粉化或者雾状的情况。上述现象不同于PVDF的结晶雾化机理，更多的是由于表面状况以及界面气隙造成的。氟橡胶热缩套管在收缩之后表面出现白色的情况，并不一定是结晶重排造成的，而可能是填料外露、应力发白或者表面粗糙。可以使用手指来按压，在出现白色的地方伴有变硬、变脆的现象，则表示已经老化了;如果是局部雾状，管材弹性正常的话，就有可能是界面水汽或者应力造成的。了解这些不同之处，在选择的时候可以把透明观察的需求和材料体系进行匹配，并不是一定要让氟橡胶热缩套管达到透明的效果。

　　花纹热缩管

　　花纹热缩管在对线缆进行标识的时候，透明基材收缩之后的雾度会影响到字符的对比度。花纹热缩管表面有油墨印刷或者激光雕刻出来的花纹，油墨层和基材的折射率不一样。在收缩之前，透明基材给字符提供了清晰的背景，字符边缘非常锐利。收缩之后，如果基材由于结晶粗化或者壁厚增大而变得模糊不清，那么背景的透光性能就会降低，字符和背景之间的对比度也有可能发生变化。油墨层在受热的情况下可能会发生轻微的融化和扩散现象，从而使得油墨边缘变得模糊不清。激光雕刻出的凹槽，在收缩之后可能会由于基材回缩而变浅，凹槽处光散射加强，从而降低局部透明度。花纹热缩管的油墨层和基材的折射率不一样，在收缩之后如果基材透明度发生变化的话，那么字符边缘的视觉清晰度也会受到影响。对于依靠高对比度识读的线缆标识来说，这样的改变可能会使识读距离变短。在安装的时候，花纹段要防止集中加热，先固定好花纹两边的位置，然后从中间往两边慢慢收起来，使基材和花纹层一起变形。如果基材已经雾化了，但是字符依然完好无损的话，可以尝试改变观察的角度或者加大外部灯光照射来提高识读效果。当油墨层出现开裂、翘起的情况，或者是基材雾化并伴有发白、变脆的现象时，就表示材料已经损坏了，需要重新标示或者更换。

　　双壁热缩管

　　双壁热缩管的外层使用的是透明或者半透明的PVDF材料，在收缩之后透明度的变化还会受到内层胶的影响。双壁热缩管是由外层绝缘管壁和内层热熔胶组成的，在加热的时候外层会收缩，而内层则会熔化并流到缝隙中去，等到冷却之后就会被固定住。内层胶一般为半透明或者淡黄色，其折射率和外层PVDF不一样。当胶层熔化之后如果能够均匀地填满整个空间的话，在经过外层以及胶层的时候就会产生折射、散射等现象，从而使得整体透明度降低。当胶层厚度不一致或者有细微的气泡时，散射现象会更加明显，管段就会呈现出云雾状。双壁热缩管的内层胶，在冷却固化的过程中，如果它的折射率和外层不同的话，那么整个透明度就会降低。另外，在高温的情况下，内层胶可能会发生轻微的氧化现象，从而使颜色加深，并且会影响到透光性。在要查看内部接头的情况下，双壁结构本身就不如单壁透明管好用，因为胶层会挡住视线。为了在需要使用双壁热缩管的情况下保持一定的透明度，应该选用内层胶的颜色比较浅，折射率和外层相近的规格，并且要控制好加热温度，使胶层能够均匀地流淌开来，防止局部过热造成胶层碳化或者变黄。安装完毕之后要查看管口处是否连着一层层的胶圈，管壁是否光滑、透亮到足以让人看到里面的情况。如果透明度已经非常低了，但是密封仍然在进行中，还可以用作防护;如果密封不严的话，即使透明度还可以，也应该更换。

　　氟橡胶热缩管

　　氟橡胶热缩管一般为不透明或者深色的产品，在收缩之后透明度的变化并不是它所具有的特点。该材料的分子主链是由碳氟键组成的，交联网络提供了弹性的特点，在配方中加入填料、颜料使得管材呈现出均匀的深色外观。在加热收缩的过程中，氟橡胶热缩管所发生的只是弹性回缩以及表面应力释放，并不是结晶重排。所以它不会像PVDF一样由于球晶尺寸的变化而从透明变成雾白。如果氟橡胶热缩管在收缩之后表面出现了雾状发白的情况，则很有可能是由于应力造成的发白或者是局部过热，并不是因为结晶导致了透明度的变化。应力发白一般发生在管口、弯折处或者固定点上，因为在管材收缩的时候会受到限制，在局部微区内密度发生变化，光线散射增大。局部过热会使表面分子链发生降解，并产生粉末状物质，呈现出灰色白的状态。两种发白和PVDF的结晶雾化有着根本的不同：前一种可以利用回温来部分缓解，而后一种一般不能恢复。氟橡胶热缩管在使用于高温、化学腐蚀和振动环境中时，所要关注的重点应该是表面是否有裂缝、弹性有没有降低、密封是不是连续，并不是指它的透明度如何。当应用程序要求对内部接头进行目视检查时，使用透明PVDF热缩管更为适宜;如果是需要耐高温、耐腐蚀的场合，那么氟橡胶热缩管所具有的防护能力要比透明观察更为重要。

　　线缆标识

　　线缆标识使用透明PVDF热缩管，在收缩之后透明度的变化会对识读以及维护的工作效率造成影响。线缆标识的主要作用就是使维修人员能够迅速地知道线缆的功能、走向以及所属部门。透明管收缩之后如果能够保持较高的透明度，在内部接头的状态以及表面的文字都可清楚地看见，从而提高检查效率。如果管壁雾化了，那么内部接头就会变得模糊不清，字符和背景之间的反差也会降低，识读的距离也会变短。线缆标识的字符层被雾化基材所遮挡时，虽然内部接头可以看见，但是信息传递会受到影响。油墨印刷的标识在收缩之后由于基材雾化的原因，可能会出现对比度不够的情况;激光打标所留下的标志，在雾化的背景之下可能会丧失原来清晰的边沿。在安装的时候要控制好加热温度以及冷却速度，不能让晶体产生粗化现象。基材表面要干净、干燥，避免水分以及油脂在收缩之后产生局部雾状现象。标识段要避开设置高度大、振动大的地方以及半径小的地方，从而降低应力导致的颜色变化。经常对字符进行检查，看其是否完整、边沿是否清楚、管壁是否透明。如果标识已经很模糊了，但是管材绝缘、密封都合格的话，就可以把原来的标识擦掉之后再重新贴上新的标识;当管壁雾化的过程中出现发白、变脆或者有裂缝的情况时，则表示该材料已经老化了，此时应该把整段管道都换掉。线缆标识长期可见性的高低，与基材透光率、标识方法以及使用后的保养等因素有关。

　　透明度的变化是可逆的还是不可逆的

　　PVDF热缩管在收缩之后透明度的变化情况，有的是可以恢复的，有的则是不能恢复的。可逆变化主要是由于结晶尺寸、界面水汽等因素造成的。如果是由于冷却速度过慢造成球晶粗大，那么重新加热到合适的温度，并且迅速降温，晶粒可能会变细一些，透明度也会有所恢复。雾化的目的是为了界面吸附水分，在干燥之后水汽会排出，从而使透明度得到提高。不可逆的变化有热降解、表面碳化、添加剂大量析出以及机械裂纹等。加热温度超过了材料所能承受的极限，分子链因此而断裂，并且在表面上形成了低分子化合物，使得透明度无法再恢复。管壁内侧产生微孔或者裂痕，光线散射永久加强。油墨层或者内层胶发生不可逆的变色、碳化，也会使整个透明度降低。判断可逆性的话，可以从一段雾化管材中取出一部分，并使用热风吹冷的方式慢慢加热该部分材料，看看是否会变得透明起来。如果颜色变好，则主要为结晶或者水分的问题;如果继续发白、起泡或者变脆的话，就表示已经被分解了。安装的时候要控制好加热温度，并且要使热源分布均匀，最后让其自然冷却下来，这是防止不可逆透明度降低的有效方法。

　　怎样才能使收缩之后仍然保持透明呢?

　　为了使PVDF热缩管收缩后具有较好的透明度，可以采取以下几种方法：第一种是选择合适的PVDF热缩管;第二种是在使用过程中注意控制好温度和时间;第三种是选用优质的PVDF热缩管，并且在使用时要注意控制好温度和时间。第一、要控制好加热温度。热风枪的加热温度不能太高，以免管材表面温度高于完全收缩温度很多。第二、均匀加热。由一端慢慢推向另一端，使管材逐渐收缩，防止局部过热造成晶体粗化或者表面老化。第三种方式是自然冷却。不能用冷水或者强风吹冷，吹冷可能会产生内应力，但是自然冷却也要注意不要让管材长时间处于高温之下。其实PVDF的透明度和冷却的速度有关，过快或者过慢都会影响到晶体颗粒大小，要根据具体的规格进行试验来确定。第四、基材要干净、干燥。水汽、油污等在收缩之后会形成雾斑、气泡等现象。第五、选择合适的壁厚。薄壁钢管光程较短，透光性比较好;厚壁管光程较长，因此雾度会更加明显。第六、不要过分收窄。收缩比过大会使壁厚增大，并且透明度降低。第七、储存环境要保持干燥、避光，以免管材在安装之前吸收水分或者表面老化。第八、试缩验证。在进行批量安装之前，要用同一种规格的管材，在模拟基材上做一次试缩，看透明度、贴合性和密封性如何，确定好工艺参数之后再正式操作。

　　综合分析可知：透明度的变化是由多种因素造成的

　　PVDF热缩管收缩之后的透明度的变化，从本质上来说就是半结晶聚合物在热历史的作用下所表现出的光学反应。结晶区尺寸、冷却速度、壁厚、界面气隙、水分、添加剂以及热降解等因素都会影响到最后的雾度。氟橡胶热缩套管和氟橡胶热缩管由于配方和结构的不同，透明度并不是它们的标准特性，在表面出现白色现象主要是由应力、填充剂以及老化等因素造成的。花纹热缩管的标识层会叠加界面散射，双壁热缩管的内层胶会降低整体透光，线缆标识的可读性则直接受基材透明度的影响。要判断透明度的变化对使用者的影响，并不是单单从外表来判断的。如果管材的弹性好、密封连续、绝缘合格的话，那么轻微的雾化只是一种外在的变化;如果有雾化的白色、变脆、裂纹、密封失效或者标识不清的情况出现，则表明材料已经损坏，需要进行更换。了解透明度的变化机制之后，在决定是否使用透明产品、如何控制安装过程以及怎样制定检查方案的时候就可以作出正确的判断了，使热缩管在绝缘、密封、标识和目视检查等方面起到应有的作用。