在热缩防护材料大家庭中,“聚烯烃管”自然就是最具有代表性的“平民面孔”。而氟橡胶热缩管就像一个隐藏很深的“特种兵”,它的产量占不到多少比例,但是它的价格很高,在普通的材料都承受不了的时候才被用到,并且总是会在一些特殊的场合下承担起重要的任务。业内一般会把这些产品归类到“特种管”这一类别中去。所以,“特”的含义到底是什么呢?这是商家为了促销而编造的话术吗?或者是有着实际技术内容呢?本文将会按照材料性质、使用极限、加工难易程度以及适用场合这五个方面来对氟橡胶热缩管被称为“特殊”的真正原因进行分析。
一、材料独特性:出自于“特种部队”,所以它的质量非常好
判定一个产品的性质为“特殊”时,第一步就是考察该产品所用材料的来源。普通的热缩管用的是聚烯烃作为其基本材料,而这种聚烯烃就是大家所熟知的聚乙烯和聚丙烯等通用塑料,在原材料的选择上比较广泛,并且它的各项性能也处于一般的水准之上。但是氟橡胶却有着完全不一样的起源——它是由含有氟元素的小分子单元通过聚合反应形成的高聚物,在它的分子链上有很多个碳原子,并且每一个碳原子都被大量的氟原子紧紧地包绕着。
碳氟键为目前已知有机化合物中最稳定的化学键之一,在分子结构上具有一定的稳定性,并且在分子内部存在着大量的电子云分布,因此可以有效地防止外部环境中的有害物质对分子造成损害。从分子层面上来说,“先天的优势”就是聚烯烃类材料无论怎样进行改性也无法达到的效果。基因是限制因素,而氟橡胶则因为其独特的基因特性所以可以达到普通材料所不能企及的程度。这就是“特种”的第一种解释方式。
第二部分 性能特点 四道防线所构成的能力界限
氟橡胶热缩管的特殊颜色效果,在最后还是要用到它的各项性能指标上。它的能力主要是四个防线上的。
第一道防线是耐高温。普通的聚乙烯或聚丙烯热收缩套,在长时间的工作中可以承受大约100摄氏度左右的环境条件,如果超出这一界限的话,则会加快其老化过程,并且变得越来越坚硬和易碎。氟橡胶热缩套管在200摄氏度以上的高温条件下可以长久使用,在短时间内能承受更高的温度。在发动机舱、高温炉窑周围以及排气管处等地方,普通的金属管道几天之内就会出现裂缝并最终报废的情况,而氟橡胶则可以安然无恙地保持下去。
第二道防线是耐油、耐腐蚀的能力。航空煤油、机油、液压油以及各种酸性或碱性的液体都对普通的橡胶和塑料造成极大的挑战,在接触到这些物质之后往往会发生溶解或者膨胀的现象,并且还会丧失原有的弹性和韧性。但是氟橡胶对于上述各种介质具有几乎“免疫”般的抵抗能力,这也就是含有氟元素的材料所具有的标志性的特性。
第三道防线是耐候、耐老化的特性。紫外线、臭氧以及潮湿高温等都会慢慢侵蚀普通的高分子材料,但是氟橡胶由于其含有大量的氟原子,在受到外界因素影响时可以起到很好的保护作用,并且它的耐候性非常好,非常适合长时间在户外使用,使用寿命可达到数年甚至更长的时间段内。
第四道防线是弹性密封。不同于PVDF热缩管等坚硬含有氟元素的塑料不一样的是氟橡胶属于柔性材料,在收缩之后可以和各种形状复杂的物体紧密结合,并且在受到反复冷热变化时也不会出现开裂现象,从而起到长久密封保护的作用。
将这四个防护线和一般的商品进行比较,在性能边界上存在明显的差异性就是第二种意义上的“特殊”。
第三种是工艺上的特殊之处:好的原材料还需要经过精湛的手艺来完成
材料优良、性能优异,并不意味着就可以很容易地制作出热缩管来。氟橡胶热缩管的制造难度远远大于一般的聚乙烯或聚丙烯类产品,因此也使得该种产品的种类被列入到特殊管道类别当中去的原因之一了。
第一就是挤出成型比较困难。氟橡胶熔体粘度特性和一般的塑料不一样,在挤出的过程中对于温度、压力和速度的要求非常严格,如果温度稍微高一点就会出现分解的风险,而如果温度不够的话又会造成塑化的不均匀性,这样制成的管材很容易产生气泡或者厚度不一致等问题。
第三是交联定型困难。热缩管的收缩性能是由辐射交联、膨胀固化而成。氟橡胶的交联工艺窗口比较小,辐射剂量要严格把控,在剂量偏少的情况下,不能够得到足够的收缩效果和完全回缩的效果;而在剂量过大时,则会使材料变得脆弱,并且失去弹性的特点。
最后就是扩张和收缩的比例很难把握住。为了使产品的膨胀和收缩过程能够在常温下进行,并且在加热的时候能够得到充分的回缩,在整个过程中对扩张温度、冷却速度以及拉伸速率等参数都要不断地进行调整。由于工艺门槛的存在,并不是所有的生产厂家都能够稳定的生产出符合要求的产品来,生产线的经验和质量管理的能力直接影响到最终产品的品质。
第四部分的应用特点只有在“关键少数”的情况下才会出现
特种管另外一个重要的特征就是它所处的应用领域。普通的热收缩套是面向大众市场的,在一些高端的应用场景中才会有氟橡胶热收缩套的身影:比如汽车动力总成中的电线电缆保护、航空航天飞行器上的液压和燃油系统防护、高温工业设备上线路包裹等等。包括了对油气勘探设备、电缆保护等方面的工作内容。
这两个地方都具有以下两个共性:第一种是环境非常恶劣,气温高低不一,而且还有大量的油污和各种各样的化学物质存在;第二种就是这里的条件比较艰苦,既包括高温也包含低温,并且还存在着大量的油污以及多种多样的化学物质。第二是失效的成本很高,一条航空电缆或者一个发动机修理费用要比它自己贵得多。因此选择材料的时候,并非是“价格越低越好”这样一种观念,在这里我们所要强调的是,“越是可靠的材料就越好。”而双壁热缩管所要应对的就是湿气环境下对防水、密封的要求了;而氟橡胶产品的对手,则是所谓的“关键少数”群体,并且它们所处的位置也完全不同。
第五个就是对“特种”两个字要有一个理性的认识。
但是也不能走另一条路,“特种”的东西被神化了。特种管并不是全能的东西:它在耐割性方面比不上硬质含氟塑料管,在经济上也是普通的几倍之多,在温和地区使用纯粹特性就会造成资源浪费。专业的方法就是配比,在环境差、失效成本高时使用特殊材料或设备;在一般的环境中可以选用普通的材料或者设备;各自发挥自己的作用。
六、结语
氟橡胶热缩管被称作特种管的原因是它含有氟材料,在天然基因上就具有了“特殊”的特点;它的抗高温、抗油污、抗氧化老化以及良好的弹性和密封性等多重优异性能也使其成为了一种特殊的管道产品;另外由于其生产工艺要求较高,所以也被认为是一种特殊的管道产品。另外,“特别”的地方就是它只有在重要的场合下才被使用到。明白了上面所说的四个方面的内容之后,在选择材料的时候就可以心里有底了:这不是一种昂贵的装饰品,在一定的工作条件下它是不可缺少的一种解决办法。

