PVDF热缩管的耐温极限到底在哪？数据出人意料

　　在选择热缩管的时候，耐高温这一项往往是最先引起注意的。产品的规格书中写到，“长时间使用的最高温度为150℃～175℃。”但是很多人都在想一个问题：这个数值是不是一种保守估算或者极限值呢?短期超高温可以吗?在极端情况下它的表现又如何呢?本文就“耐温极限”的问题展开论述，并通过具体的例子来分析这个问题的答案其实也并不怎么让人意外。

　　一、耐温不是个数而是几个概念

　　在谈论极限的时候，首先要弄清楚的一个常见的错误观念是：材料的耐温能力并不是一个固定的数值，而是一个用多个不同的方面来表示出来的概念。

　　第一维为长时间连续使用的最高温度。是指材料在这样的温度下能够长时间地使用，并且其性能下降仍然处在可以接受的程度之内。PVDF热缩管一般标有150～175℃之间就可以使用了，而175℃则是最高温度限制，在没有其他外部因素影响的情况下才可以达到该温度范围之内。

　　第二个方面就是短期耐受温度。是指在短时间内(一般为几分钟至数个小时)，材料能够承受的最大温度值。PVDF在该方面能够承受约200摄氏度左右的短时间内冲击而不会造成实质性的破坏。这是很多人都会感到惊讶的一点，在标称为175℃的产品中，它的瞬间能力实际上超过了200℃。

　　第三种方式就是软化和熔化的温度。PVDF晶体区的熔点大约为170℃左右，并不是说到了这个温度就会失效。半结晶材料由软态向固态转变的过程是逐渐进行的，在经过了辐照交联之后使得分子链之间形成了一种网络约束作用下，即便是在晶区熔点之上的情况下，管道也不会立刻发生流淌塌陷的现象而会表现出明显的变软特性力学性能下降。

　　第四维就是分解温度了。这就是真正意义上的“死亡线”。PVDF的热分解温度大于等于350℃，所以离它的化学结构崩溃还有一段很长的距离。在日常生活当中根本就接触不着这一条线。

　　把上述四个方面的内容放在一起考虑的话，那么结论就会非常清楚了：175摄氏度就是“舒适的办公区域”上限;200摄氏度就是“短暂爆发期”的界限;而350摄氏度则是“无法挽回阶段”的顶点。一份耐温参数表中包含着三重的能力，这也是数据让人意想不到的地方。

　　二是对低温部分表现也应引起重视

　　耐温范围不仅仅是指高温，在低温方面也非常重要。一些应用场合，在室外通信设备、高山地带以及冷链物流等地方都会遇到低温的情况，最低可以达到零下四十几度甚至是更低。

　　很多普通的材料，在低温的时候都会变得非常脆弱，弯曲一下就会断裂。但是PVDF在这方面的表现非常稳定，在零下40℃到零下60℃的低温环境下仍然可以保持较好的柔韧性能，并不会出现脆断的情况。也就是说，一个优质的PVDF热缩套件，在正常使用的条件下可以承受大约200℃以上的高温环境，并且从严冬到酷暑都可以使用。宽温度域适应性的特点也是它被广泛应用于户外以及各种工业设备的原因之一。

　　三、极限测试是怎样的

　　规格书中所列的数据并不是凭空臆想出来的，在此之前有一个完整的测试体系作为支撑，掌握好这个测试体系就可以更好地去理解那些参数的实际意义了。

　　高温老化试验：把试样放在规定的恒温恒湿箱内，并且在一定的时间间隔里取出来进行拉伸强度、断裂伸长率以及绝缘性的检测，然后记录下各项指标的变化趋势。长时间使用的温度是按照“性能保持率达到某个阈值以上”来推算出的。

　　耐电压试验：在高温下给管体加上规定的电压来检查温度升高之后绝缘性有没有变差。对于PVDF等被用作电池、电子产品材料的产品，在高温下电性能的重要性更加突出。

　　热收缩性能检测： 测出开始收缩时的温度、完全收缩时的温度和收缩之后的回弹力。PVDF热缩管的收缩温度一般为150～180℃之间，在这个范围内进行加热可以使其达到理想的收缩效果。

　　冷弯、冲击试验：在低温环境下对试样进行弯曲和冲击，并检验其低温韧度。

　　正是因为有了这样的检测来保证标注参数的可靠性。反过来讲，并未进行系统的检验的产品，即使标注得再高也没有理由被轻易相信。

　　第四部分：对实际耐温性能产生影响但是又没有被发现的隐含因素

　　实验室的数据是在理想的条件下得到的结果，在实际的应用当中却存在一些隐性的因素会对一根管道的实际耐温寿命造成很大的影响。

　　第一种是机械应力的累加。在高温环境下，材料本身的强度就已经降低了，在这样的情况下，如果管道还同时受到弯曲、拉伸或者震动的影响，那么它的使用寿命就会大大降低。同样的，在170℃的条件下，自由状态下与持续受到外力作用的状态下的使用寿命可能会有几十倍之差。

　　二是接触介质。PVDF具有很好的耐腐蚀性能，在大多数酸碱以及各种溶剂中都表现出了良好的抗性能力。但是它在一些强极性的胺类化合物、高温浓碱等特殊介质里就会受到一定的影响。介质和温度之间存在着相互影响的关系，当温度升高时，介质腐蚀的速度也会加快。

　　第三是温度变化的速度。稳定的高温和不断的变化着的温度、湿度等都是不一样的挑战。经常性的温差变化会使得材料内部产生应力的变化，并且还会加快表面疲劳的过程。在选择的时候，对于有温度变化的环境要留出更大的耐温裕度。

　　四、壁厚和收缩匹配程度。收缩不全或者局部有缝隙的管道，在这些地方温度分布是不均匀的，很容易造成局部过早的老化。施工的质量会直接决定耐温的表现能否实现。

　　第五条 在氟材料家族里属于什么位置

　　可以对PVDF进行极限测试，并将其和同类的产品做比较。

　　弹性体路线上的氟橡胶热缩管，在长时间使用的情况下可以达到200℃以上的高温，并且具有很好的抗油性，特别适用于发动机舱和液压系统的恶劣环境中。氟橡胶热缩套管属于同一系列的产品，在规格、结构上存在一定的差别，但是它们的核心价值是一致的，在氟橡胶类产品的使用范围内，普通的材料是无法存活下去的。

　　PVDF则占据了175℃这个位置：相比于普通的聚乙烯和聚丙烯要高很多;同时又低于氟橡胶的成本。当环境温度为100～170℃之间，并且没有严重的油污染的时候，它就是性能和成本之间的最佳折中点。电池组、储能装置、光伏逆变器等等新的领域中大量的使用，就是对该档位的需求最好的证明。

　　对于双壁热缩管的价值，在于结构而不在于材质，其内部使用的是热熔胶来实现密封和防水的效果，并不是说它就具有了耐高温的能力，这两条技术路线都是要分开来看待的，在需要的时候应该同时考虑到材料选择和技术路线的选择这两个方面的问题。花纹热缩管为了达到防滑、握持的效果，在表面上设计了各种图案，因此它属于一种功能性细分的产品，并且和耐高温的话题没有太大的关联性。

　　第六条 实用建议：为极限留下一些余地

　　根据上述分析可以得出以下几点建议：

　　第一种方法是按照“标称温度减去20度”的原则来留有余地。如果环境长时间保持在155℃以上的高温状态的话，即使产品的标注为175℃，也应该考虑到使用更高一级别的材料，在存在温度变化或者机械应力的情况下的时候需要更大的安全裕度。

　　第二个方面就是短时间内的高温要有一个明确的认识。偶尔出现的高温冲击可以用200℃级别的短期耐受性来承受住，但是经常性的高温冲击则需要按照高频环境进行重新选择型号。

　　第三、施工温度不能少。PVDF收缩温度较高，在加热不够的情况下会造成收缩不足或者粘合不到位的问题，从而降低其耐高温性能。

　　第四、注意在高溫下對電氣復查的重要性。在进行绝缘保护的时候，要保证工作温度下的管体耐压和绝缘电阻都符合系统的需要，并不是仅仅关注常温参数就可以的。

　　结语

　　PVDF热缩管的耐高温极限是多少呢?答案为多层结构：175℃长时间保持稳定，200℃短时间内也可以承受住，而到了350℃的时候才会达到结构崩溃的程度，在低温端还可以继续延伸到零下40℃以下。数据超出预期的原因在于碳氟键、晶区结构和交联网络等组成的宽温度域能力。掌握了上述各个层面之后，在选择型号的时候就可以由原来的只看一个数值变成现在的可以一看组能力来作出正确的取舍，在性能、成本和安全性这三个方面进行合理的抉择。