氟橡胶热缩管和PVDF热缩管，耐温差距有多大

　　把两种含有氟的热缩管放在一起比较耐高温，可以得出这样的结论，“氟橡胶更加耐热。”该结论的方向是正确的，但是“更耐热”的三个字遮蔽了实际差距以及背后所付出的成本。氟橡胶热缩管的连续使用温度一般会标注在-65℃～200℃之间，而PVDF热缩管的连续使用温度则会在-55℃～175℃之间，有些技术数据表上标明的是-55℃～150℃。差距看上去为25～50℃之间，在不同的温度区间、不同的老化机制以及不同的应用场合下，该差距所具有的意义也各不相同。要理解耐温差异，就要把耐温差异分成连续温度、短时峰值、热老化行为、低温性能和阻燃特性等几部分来分析。

　　氟橡胶热缩套管：在200℃下连续使用的能力以及所付出的成本

　　氟橡胶热缩套管标称连续使用温度为-65℃至200℃之间，其中所指的数值是由碳氟键具有很高的键能以及交联网络稳定性的原因决定的。该材料在最低起始收缩温度约为150℃的时候就会开始收缩，在完全收缩温度为175℃的时候才会停止收缩。热老化测试的数据要比标称值更能够说明问题：氟橡胶在200℃×168h的高温空气中老化之后，其拉伸强度保持率为不小于75%，扯断伸长率保持率为不小于70%。部分技术数据表中显示，在250℃×168h的老化之后，氟橡胶热缩管的拉伸强度仍然可以保持在8.2MPa以上，断裂伸长率达到200%以上。经过300℃×4h的高温冲击试验后没有出现任何裂纹。

　　从这些数据中可以知道，氟橡胶热缩套管的耐温并不是短时间内能承受住的，“扛一下”而已，在200℃左右会有比较明显的长期工作的能力。但是付出也是显而易见的。氟橡胶的加工成本比较高，低温弹性虽然标称为-65℃以下，但是它的实际脆性温度范围是-20℃～-41℃之间，各个配方之间的差异也比较大。当要兼顾高温和低温弹性的时候，在含氟热缩管里面氟橡胶是比较平衡的一个选择，但是它也有它的局限性。

　　PVDF热缩管：175℃标称和150℃实际之间的差距

　　PVDF热缩管的耐温数据中有一个很容易让人疑惑的地方，在技术数据表上的“工作温度”一栏经常出现的是-55℃～175℃，但是多个产品的网页以及相关的资料都显示，“连续使用的最高温度为150℃。”这并不是因为数据不一致造成的，而是在于测试条件以及应用场合的不同。175℃比较接近PVDF短期耐温边界或者完全收缩温度附近耐受能力，而150℃是长期连续工作的保守估计。PVDF的熔点大约为172℃，它的热变形温度则是在112～145℃之间。长时间处于熔点附近的工作中，结晶区域就会慢慢被侵蚀掉，尺寸稳定性以及力学性能都会降低。

　　PVDF热缩管真正的优点不在于最高的持续温度上，在于它的电绝缘性和阻燃性。介电强度可以达到30kV/mm，而氟橡胶热缩管在8kV/mm的情况下已经很厉害了，所以它的介电强度是氟橡胶热缩管的近四倍。极限氧指数为44%-46%，遇明火不会燃烧、熔化。吸水率为0.2%，在潮湿环境中的绝缘电阻保持不变。因此，在150℃～175℃区间内PVDF的耐温性能虽然不及氟橡胶，但是它在电气安全、阻燃等方面的表现要好一些。在选择的时候仅仅考虑“哪一个更耐高温”是不够的，因为PVDF具有很好的绝缘性和防火性，在选择的时候不能忽视这些因素。

　　花纹热缩管：耐温瓶颈不是在基材上，在标识层上

　　在对产品进行标识的时候，使用热缩管来标记时，耐温上限一般是由花纹层决定的，并不是由基材决定的。不管是氟橡胶基材还是PVDF基材，在持续高温的情况下，油墨印刷出来的花纹可能会出现褪色、扩散、边缘翘起或者附着力减弱等现象。激光雕刻出来的图案比较稳定，但是基材表面在高温老化之后会变得坚硬并收缩，在雕刻凹槽边缘的地方可能会出现微裂缝，对比度降低。

　　氟橡胶基材的花纹热缩管，在200℃的时候，基材能够保持原有的性能，但是油墨层的耐温等级一般比基材低一些。PVDF基材的花纹管，在150℃～175℃之间，油墨层也受到高温的老化影响。因此，花纹热缩管实际连续工作的最高温度，在基材标称值的基础上还要留有一定的余量。如果标识不需长久地经受高温的话，或者是只有一段时间的高峰温度，那么花纹层对标识的影响是可以接受的。为了保证在高温环境下长时间使用的可读性，花纹层的耐温等级要单独确定，并不能直接使用基材数据。

　　双壁热缩管：内层胶拉低了整个产品的耐高温极限

　　双壁热缩管和单壁管相比，在耐温方面差别更大。外层管壁可以使用氟橡胶或者PVDF等材料制成，其中连续工作温度分别为200℃、150℃～175℃之间，但是内层使用的热熔胶软化点以及长期耐热性能一般都会比外层差很多。常见的热熔胶连续使用的最高温度在70℃～120℃之间，部分耐高温的胶料可以达到150℃左右，但是长时间保持在150℃以上的条件下，胶层可能会出现软化、氧化、流淌或者失去粘性的现象。

　　氟橡胶双壁热缩管的外层可以承受200℃，但是内层胶在长时间处于150℃以上的高温环境之下可能会接近于极限状态。PVDF双壁热缩管的内层胶，在150℃的时候也存在密封面上的老化问题。双壁热缩管的耐温选择要以内层胶实际连续耐温的能力为依据，并不是外层基材标称值。当密封要求很高，或者温度长时间处于基材上限附近时，双壁结构反而不如单壁管加上外层密封措施更可靠。

　　氟橡胶热缩管和PVDF热老化数据进行直接比较

　　将氟橡胶热缩管、PVDF热缩管等放在同一个热老化标准下比较，差别更加明显。氟橡胶热缩管具有明确的热老化数据，在250℃×168h之后，拉伸强度仍然可以达到8.2MPa以上，断裂伸长率达到200%以上;200℃×168h的标准要求为：拉伸强度保持率大于等于75%，延伸率保持率大于等于70%。PVDF热缩管技术数据表中的热老化试验条件是168小时/250摄氏度，在经过了热老化之后，它的伸长率达到200%以上的要求，但是它连续工作的最高温度却被标注得很低，远低于氟橡胶。PVDF的长期耐温数据大部分来自于对压电性能的研究中得到的数据，并没有直接关于热缩管产品长期老化数据的直接资料可以提供。

　　根据温度数值来判断的话，氟橡胶的连续使用温度要比PVDF高25～50℃左右。就老化机理而言，氟橡胶通过交联网络来抵御热氧老化，而PVDF则依靠结晶物理交联保持其形状，在温度接近结晶熔点的时候，物理交联点的作用就会逐渐减弱。因此氟橡胶在高温下性能衰减的速度会变慢，并且更加可以预见，在接近175℃的时候，PVDF可能会出现更快的变化。当工况持续处于150℃～200℃范围内时，氟橡胶的耐温余量会更大一些，所面临的风险也较小。

　　线缆标识：高温下可以读取的特性以及基材的选择

　　线缆标识在高温环境下所面临的耐温问题主要表现在对信息保持能力的要求上。氟橡胶热缩管在对线缆进行标识的时候，基材可以承受200℃以上的高温，但是油墨或者激光打标的层一般只能承受较低的温度。PVDF热缩管用作电线电缆标识的时候，在基材连续温度为150℃～175℃之间的情况下，透明或者半透明的外观在一些识读场景中要比氟橡胶黑色更有利于识读。阻燃性上，PVDF的氧指数为44%-46%，而氟橡胶只有23.8%-27%，在电气火灾风险比较高的地方使用PVDF基材的电线电缆可以增加一定的安全性余量。

　　线缆标识的耐温选择要兼顾基材连续温度、标识工艺耐温等级以及实际情况中的温度。如果是短时间内达到150℃左右的话，氟橡胶、PVDF等材料都可以使用;长时间连续在150℃以上的温度下使用氟橡胶基材比较稳妥，但是要确定油墨或者打标层是否可以同时承受这样的高温。线缆标识的耐温并不是一个简单的数字就可以解释的了，它是由基材、标识层以及安装方式等多方面因素共同决定的。

　　耐温差的意义

　　氟橡胶热缩管和PVDF热缩管之间的耐温差别可以这样来描述：连续使用的温度差大约在25～50℃之间，短时间内的峰值耐受差则为25～75℃左右，在经过了热老化之后，氟橡胶的数据更加丰富一些。低温弹性氟橡胶的标称范围更大但是它的实际脆化温度会因为配方的不同而有所差异，阻燃性的PVDF要优于其他材料。

　　差距大小对于选择型号的意义要根据工况来确定。如果长时间工作的环境温度保持在150℃以下的话，PVDF材料的耐温性能是足够的，并且可以得到较高的击穿强度、较好的阻燃性以及较低的吸水率。如果长时间处于150℃～200℃范围内的话，氟橡胶的耐温余量会更大一些，并且它的热老化行为也更容易被预料到。当温度达到200℃以上时，两种材料都不宜长时间使用，要选择其他的材料体系。当工况涉及到大量的冷热循环或者低温弯曲时，氟橡胶的弹性回复能力一般要比PVDF好一些，但是要根据具体的配方来确定其在低温下的脆化情况。

　　耐温差并不是简单地比较哪个好，而是在于哪一个更合适。氟橡胶以较高的成本、加工难度换取了高温稳定性的优点，而PVDF则通过降低其连续工作温度来获得电气安全性以及防火效果。理解了这种交换的关系之后，才能够依据实际情况中的温度曲线、安全要求以及绝缘要求来做出合适的抉择，并不是仅仅关注到最高的温度数值。