氟橡胶热缩套管以其耐高温的特点而闻名,在长时间的工作中可以达到200℃以上的温度,并且让很多使用者产生了一个疑问,“它的抗烧能力到底怎么样?”还有一种观点认为,在安装的时候如果温度太高的话就会把管道给“烧分解”了。因此该种材料的热解温度是多少呢?分解和软化、收缩之间有哪些本质上的不同呢?分解之后会得到什么呢?在施工以及使用的过程中应该怎样去控制好温度的范围呢?本文将会从高分子热分解的基本原理出发,给出具体的量纲答案,并且提示出容易被人忽略的一个安全问题——分解产物的防护,在此之后还会对各种类型的热收缩套进行比较分析:花纹型热收缩套、双壁式热收缩套以及聚偏氟乙烯(PVDF) )热收缩套等等。使人们建立起完整的、安全的使用观念。
首先要把这三个温度的概念区分开来
讨论“多少度会发生分解”时,首先要弄清楚最容易产生误解的三个温度概念:
工作温度是指材料能够长时间使用并且其性能不会出现明显的衰退所允许的最大温度范围。氟橡胶热缩套管的工作温度一般都大于200℃,短期可以承受更高的温度。
软化和收缩温度:当材料处于高弹性状态时就可以产生热收缩的效果,在这个过程中所对应的温度范围就是软化和收缩温度了。这属于正常的施工工艺过程中的温度范围,并没有涉及到任何的分解情况。
分解温度是指材料分子结构开始受到破坏的时候所对应的温度值,在这个过程中大的分子会分裂成为小分子。该值远远大于工作的温度。
三者之间存在着一条明显的梯子关系:收缩温度一般都比工作温度低一些或者更低一点,但是分解温度却要比收缩温度高很多。对于氟橡胶来说,它的碳氟主链键能很高、化学惰性大,在高温下不容易发生燃烧或者爆炸现象。也就是说,在几百度左右的高温下烘烤,只能使套管稍微收缩和老化,并不能够破坏其分子结构;只有长期处在火焰或者高于350℃的热源中时,分解过程才能真正的开始。
二、分解过程和结果
当温度达到分解阈值之后,氟橡胶不会像普通的塑料一样熔化流淌出来,而会逐渐地发生分子链断裂,并且放出一些含有氟的小分子分解产物。在这一过程中需要注意以下几方面的问题:
分解是渐进的。当温度刚刚超过门槛的时候,它的分解速度比较慢;而随着温度的升高,其分解的速度也会越来越快。短时间内局部过热和长时期超温浸渍的结果不一样。
分解产物要小心。含有氟化物的高分子材料,在高温下会发生分解,并且会产生含氟气体,这些物质如果处在明火高温的情况下的话,就有可能产生出一些有刺激性、有毒性的副产品来,吸入之后会对人体造成伤害。这属于含有氟化物的产品的一般特性,在实际应用过程中也最为重要的是安全性问题。
分解不可逆。和软化的目的是为了降温并恢复原状不同的是,分解则是指对物质进行化学结构上的破坏,在这种情况下,材料本身的性质就会被永久地改变,在其表面上还会出现碳化、粉化、脆化等现象。
第三部分 施工和使用的温度方面的注意事项
1、安装施工距离安全区很远。普通的热风枪出风口处的温度以及使用时的操作温度都处在了套管收缩所需要的范围内,并且还有很大的余地来避免发生分解现象。如果不用明火烧很久,并且不在同一个地方的话,普通的建筑施工根本不用担心分解的问题。正确的方法为使用热风枪进行均匀移动,并且不要长时间停留在某一点上,这样既可以保证收缩的质量,又可以防止局部过热。
2、远离明火和高热源。虽然氟橡胶具有很好的阻燃性能,并且在离火自熄方面表现优异,在进行设计和布置线路的时候仍然要保证套管和火焰、电弧以及高温熔体之间有足够的间距。在进行焊接工作的时候如果距离已经安装好的套管太近,则要做好防护措施防止焊渣飞溅到附近的地方引起局部烧伤。
3、通风很重要。如果出现意外导致温度过高或者被烧伤的情况,在通风良好的地方进行处理可以减少吸入有毒气体的风险。这是在使用含有氟元素的材料制成的产品时必须要知道的安全知识,在所有的含有氟高的分子类产品上都适用。
第四部分:与其它热缩管材料的热分解特性进行比较
普通的聚乙烯或聚丙烯热收缩套:它的分解温度要低很多,在高温的情况下会首先软化、熔融然后再进行分解,燃烧的时候还会产生熔滴现象,它所达到的安全使用温度范围远远小于氟橡胶类产品的安全使用温度范围。
双壁热缩管:内层热熔胶在低温下就开始融化流失,而外层聚乙烯材料则具有较弱的燃烧性能,在受到火焰作用的时候表现出来的现象也需要引起注意。
PVDF热缩管:属于含氟材料,在热稳定性和不燃烧方面表现良好,但是氟含量比氟橡胶要低一些,在发生热分解的时候产生的副产品较少,因此在高温下分解出的有害物质需要进行相应的防护措施。
花纹热缩管:它的热性能会受到聚烯烃基材的影响,在遇到高温的时候就会发生软化的现象,并且不具有耐高温的功能。
就热稳定性而言,在整个热缩管家族当中,氟橡胶热缩套管的热分解阈值处在最顶端的一等,这就是它敢宣称可以承受两百度以上的长时间工作的原因所在。
第五个就是比较实际的一个温度界限总结
对于用户来说,可以用一个温度梯度来记忆:100多度的中温环境里,套管完好无损;两百度左右的长时间高溫,就是它的工作區了;两三百度的短时尖峰,可以接受;350度以上的高温并且长时间接触的话,分解的风险就会真正的来临了。施工加热、热油喷溅、发动机舱高温等都会被归类到安全区域中去;明火、电弧、熔化的金属等都是要主动进行隔离的“禁区”。
六、结语
氟橡胶热缩管的热分解温度一般都大于350℃,远远超过了它200℃左右的工作温度以及施工收缩温度,在正常使用的情况下根本不需要考虑分解的问题。要记住的就是两件事:第一,在施工过程中要注意控制好温度,并且不要靠近明火,以免造成不必要局部过热的情况;第二点是所有的含有氟元素的高分子材料,在遇到过高的温度进行分解的时候,就会产生出一些有毒有害的气体,所以在处理这些物质的时候一定要注意通风换气。明白了这个温度界限之后,在可以放心地使用氟橡胶热缩套管来应对最为恶劣的高温环境的同时,在实际的操作过程中也能够做到心中有数;同时也可以体会到它和双壁热缩管、PVDF热缩管、花纹热缩管等在不同材料上的温度定位区别,使每一种类型的材料都处在安全的温度范围内得到充分利用。
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