在电缆接头保护、线束密封以及端子绝缘等实际工程中，人们往往重视氟橡胶热缩管的耐温等级、耐油性以及收缩率等问题，但是对于另一个同样重要的参数——压缩永久变形，则了解不多。该指标用来评价材料在长时间受到压力之后是否能够恢复原状。对于依靠回弹性来收紧包裹物体的热缩管而言，如果压缩后的永久变形过大，则会导致密封失效。掌握该概念的物理意义、工程价值以及在选择型号和进行维修时所起的作用，可以使得我们在选型和保养的时候作出正确的决定。
一、压缩永久变形基本概念和计算方法
压缩永久变形是衡量橡胶材料弹性恢复能力的主要指标之一，即橡胶材料在长时间受到压力之后被释放出来之后不能够恢复到原来的尺寸的现象。简单来说就是把一块橡胶压扁，保持一段时间之后再放开，它并不会全部恢复到原来的状态，没有恢复的部分就是压缩后的永久变形。
一般的测试方法以氟橡胶O型圈为例，在25%的压缩率下把试样夹持在两块铁板之间，在200℃×72h的条件下用电炉加热，之后再释放压缩、自然冷却30分钟之后再测残高。计算公式是：压缩永久变形百分比=(T0-T1)/(T0-T2))×100%，其中T0为试验前的高度，T1为恢复后的高度，T2为隔板的厚度。数值越小表示材料的弹性回复性能越好、密封寿命也越长。
对于氟橡胶热缩套管来说，该指标的特点是：热缩管的主要作用就是利用收缩后产生的回弹性来把要包裹的东西固定住。回弹力由于压缩永久变形而减弱的时候，热缩管和被包裹物体之间的就会有空隙，密封性和绝缘性也就不能实现了。
二、永久变形大的话会怎么样
减少永久变形增长的过程是逐步进行的。刚开始的时候，材料内部的分子链会发生重排，一部分交联键还会产生应力松弛现象，从而导致材料的弹性模量逐渐降低。此时材料的外表一般不会有太大的差别，但是密封的压力却在暗暗地减弱。
当压缩永久变形增大到一定数值之后，失效的形式就会比较突出。在振动环境里，热缩管可能会出现轴向移动的情况，原来被遮挡住的接头处又会露出来。在高低温交替的环境下，热缩管不能随着被包裹物体的热胀冷缩来改变其夹持力度，从而导致两者的间距越来越大。在湿度大的地方，水蒸气会顺着缝隙渗透进去，使绝缘性能降低。根据研究的数据可知，氟橡胶硫化胶在老化温度提高以及老化时间加长的情况下，恒定压缩永久变形一直都在增加。因此温度成为加快压缩永久变形增加的关键因素。
对于密封用氟橡胶热缩管，在压缩永久变形方面所涉及的工程临界值一般可以参照弹性体密封件行业的经验来确定。根据国际原子能机构相关指南的规定，在80%-85%的压缩永久变形达到密封件寿命终点的时候可以作为参考。当达到该值之后，尽管材料仍然可以保持完整的外表，但是已经不具有可靠密封的能力了。
三、氟橡胶热缩套管在压缩永久变形上具有明显的优势
氟橡胶热缩套管在高温密封场合下得到优先使用的原因是其分子结构所决定的。氟橡胶分子主链上碳氟键的键能可以达到约485kJ/mol，远远大于普通橡胶中的碳氢键的413kJ/mol。由于氟橡胶具有较高的键能，所以在高温下不容易出现硫化键重排的现象，从而表现出很好的弹性保持性能。在250℃～300℃之间，氟橡胶依然可以保持良好的回弹性、密封性等性能。
根据实际测试的数据，在200℃×24h条件下，高性能氟橡胶密封材料的压缩永久变形能够保持在30%以下。也就是说，在200℃的高温下连续压缩24小时之后，材料仍然可以恢复到原来的厚度的70%以上。弹性保持的能力一般热缩材料都达不到。但是要提醒大家的是，压缩永久变形增长速度和温度之间是非线性的关系。由150℃降到200℃时，同一种材料，在同一时间内所发生的压缩永久变形可能会翻一番甚至更多。因此，在对氟橡胶热缩套管的使用寿命周期进行评价的时候，并不能仅仅根据某个特定温度下的一次性数据来推测出高温下所表现出来的状况。
四、花纹热缩管的花纹结构对于压缩行为的作用
花纹热缩管表面有凹凸不平的纹路，在压缩永久变形上具有一定的影响。当花纹热缩管收缩之后紧紧地套在被包裹物体上时，花纹的凸起部分直接承受着压缩应力，而花纹的凹陷部分则形成了一个个小小的空洞。因此花纹热缩管实际压缩应力分布是不均一的，在凸起部分顶部局部压缩率为最大的，而在凹陷部位局部压缩率最小。
不均匀的应力分布会带来这样一个结果：花纹凸起的部分压缩永久变形的增长速度比凹陷部分要快一些。经过一段时间的高温运行之后，花纹凸起处已经出现了比较明显的永久形变，回弹力也大大降低，但是凹陷部分的材料仍然保持着很好的弹性。从宏观上讲，花纹热缩管的花纹纹理在压缩永久变形发展到一定程度之后就会变得模糊不清、沟槽变浅，这是可以作为判断材料是否接近使用寿命终点的一种外观标志。在高温密封环境下使用花纹热缩管的时候，可以适当加大壁厚裕量来弥补花纹凸起部分快速的弹性衰退。
五、双壁热缩管的内胶层和压缩永久变形相加的作用
双壁热缩管是由外层热缩材料、内层热熔胶组成的，它的压缩永久变形的问题要从两个方面来评价。外层材料所受的是收缩力引起的压缩应力，而内胶层所受的是熔融固化之后对于缝隙进行填补的压力。在高温环境之下，内胶层中的热熔胶会在低于外层材料软化点的情况下开始变软流动，从而使得密封层比防护层更早地失去作用。
具体的说，双壁热缩管的内胶层一般是由聚烯烃类热熔胶组成的，它的软化点一般在90℃到120℃之间。当环境温度达到或者高于该范围的时候，内胶层的压缩永久变形就会迅速增加，胶层从被包裹物体表面脱落或者发生蠕变流动，密封结构遭到破坏。此时外层氟橡胶或者聚烯烃材料虽然外表上看起来没有问题，但是它们内部已经丧失了密封的功能。对于双壁热缩管在高温高压环境下使用的情况进行评价的时候，要对内胶层软化温度以及压缩永久变形特性等进行考量，在需要的情况下可以选用高软化点的聚酰胺类热熔胶配方。
六、PVDF热缩管在压缩行为上所表现出的不同特性
PVDF热缩管是由聚偏氟乙烯组成的材料，它的分子链排列得很整齐，并且结晶度很高，在压缩永久变形上表现出不同于氟橡胶的行为。由于PVDF具有很高的结晶度，在受到外力的时候，变形主要是发生在无定形区域上，而结晶区起着物理交联点的作用。这样的结构给PVDF带来很好的尺寸稳定性以及较小的压缩永久变形率。
根据技术数据可知，PVDF热缩管的拉伸强度可以达到40MPa以上，断裂伸长率达到350%左右。根据上述力学参数可以知道PVDF具有较好的刚度和强度，在受到压缩应力的时候不容易产生塑性变形。当要维持形状、尺寸稳定时，在PVDF热缩管的情况下一般会比氟橡胶有更小的压缩永久变形。但是PVDF的弹性和氟橡胶相比要差一些，在需要对不规则形状接头进行紧密包覆或者存在振动的线缆时，PVDF材料的密封适应性可能会比氟橡胶差一些。选择的时候要根据具体的工况，在尺寸稳定性与弹性密封之间进行取舍。
第七条 线缆标识的压缩永久变形和长期可靠性
线缆标识在长时间使用的可靠性也受到了压缩永久变形的影响。热缩式线缆标识在收缩之后会和线缆非常紧密地贴合在一起，并且依靠材料自身的回弹力来保持位置的稳定。当线缆标识材料发生压缩永久变形较大时，标识管在经过高温运行或者温度循环之后就会慢慢失去对电缆的夹持能力，并且会出现电缆沿标识管滑动的情况。滑移一旦出现之后，标识所处的位置就不会再和实际存在的线缆相匹配了，从而导致可追溯性的丧失。
根据相关的研究成果和数据可知，热缩标识管的永久变形率一般为10%-16%，最小内径的选择要考虑到这个永久变形量。因此，在选择标识管的时候，并不是只看收缩前的内径以及收缩率就可以的了，还要考虑材料在长时间使用之后尺寸保持的能力。对于要在高温环境中使用到的线缆标识，可以选用通过高温压缩永久变形试验认证的材料，在安装之后要定期对标识管进行检查，看是否有滑移或者端部翘起的情况发生。当发现标识管可以被用手轻易地转动时，就表示压缩永久变形已经到了必须更换的地步。
因此，压缩永久变形本质就是材料在长时间受到压力之后弹性恢复的能力减弱的程度。对于氟橡胶热缩套管来说，它是直接影响到热缩管在高温以及长时间使用之后是否还能紧紧地包裹住被包物的关键因素。氟橡胶因为碳氟键的高键能，在此方面具有优势，花纹热缩管的花纹凸起部分是压缩永久变形增长最快的地方，双壁热缩管的内胶层可能会比外层先发生失效的情况。PVDF热缩管在尺寸稳定性的表现上要优于其他选项，但是它的弹性却比较小，线缆标识的滑移问题和压缩永久变形之间存在着直接的关系。在实际工程应用中，当对氟橡胶热缩管进行更换判断的时候，并不是只有外观上的检查可以做到这一点，在手触摸管壁的时候也可以感受到回弹的速度，如果按压之后回弹很慢或者留有明显的凹痕，则说明该氟橡胶热缩管已经出现了压缩永久变形接近临界值的情况。
