为什么同一批双壁热缩管收缩温度不一样？原因找到了

　　同一批次产品，标称规格一样、包装一样、入库时间一样，但是操作的时候就会发现有的管段受热之后很快就收缩了，有的则需要更长时间才能贴合起来，而且同一根管子在不同位置上收缩的速度也各不相同。“同批不同温”现象的存在，很容易使人们产生对材料批次稳定性的怀疑，但是实际情况中，造成这一现象的原因大多存在于配方、结晶、取向、壁厚、胶层、储存、加热以及测量等各个阶段。收缩温度并不是印刷在包装上的一致数值，在一定的条件下会呈现出一个范围;同一批产品落在这一个区间的不同位置上，这是由于制造公差、热历史以及测试方法等因素的影响所造成的。按照原因层次来展开，在不同的制品类型部分对各自的关注点进行说明。

　　第一部分要分清“收缩温度”和“收缩表现”的区别

　　讨论同一批次之间的差异时，首先要分清概念。收缩温度一般是指材料出现明显的收缩现象时所对应的温度范围或者达到某个收缩百分比所需要达到的温度;收缩的表现就是启动的速度快慢、回缩的力量大小、贴合的时间长短以及冷却之后的状态如何。同一组产品的收缩温度一样，但是启动时间、回缩速度以及完全贴合的温度各不相同。操作者感觉到的“温度不一样”，有的时候是因为热源的实际热量不同造成的，有的时候则是由于管道达到相同的温度所花费的时间不同造成的，还有的时候是由于胶层在流动过程中改变了外观上贴合的时间造成的。如果只是记录下热风枪设置的温度，并没有记录距离、移动速度以及环境温度等信息的话，在感觉到的不同之处中，并非是材料本身的特性。比较稳妥的办法就是把上述内容分别记载下来，然后根据这些差别来找出哪个环节出了问题。

　　二、基材配方和结晶状态的批次变化

　　同一批次中，基材配方名义上是一致的，但是混料均匀性、着色剂分散、加工助剂分布仍然存在一定的细微偏差。偏氟乙烯类材料属于半结晶聚合物，其结晶度、晶区完善程度以及晶型比例都会影响到链段运动的能力。结晶比较完善的地方，链段要达到一定的温度才会开始收缩;结晶不够完整或者含有大量的无定形部分的地方，在回缩启动的时候可能会比较早。挤出和冷却条件在管材截面中也有可能不一样：靠近模具壁的地方冷却得比较快，结晶的状态和里面的也不一样;厚壁规格的内外层冷却速度差别更大一些。虽然微小的变化不会改变外观或者常规大小，但是不同的管道在加热的时候会有不同的起始速度。所以同一批收缩温度不一样，首先应该考虑的是基材结晶状态以及加工热历史的分布，并不是直接把“混料错”作为原因来推断。

　　三、取向程度和扩张历史的分布

　　热缩能力来自于在生产过程中所形成的取向。管材在膨胀的时候会被拉伸，分子链沿着膨胀的方向排列，冷却之后取向就被固定住了;加热之后链段的运动又重新开始了，取向也有所回弹，所以制品会收缩。取向程度越强，回缩驱动力就越大，但是启动所消耗的能量也可能会有所不同。同一批产品，在扩张工序中，由于各个位置所处的环境不同，因此受到的拉伸比、扩张温度和冷却速度会有所不同：靠近端部、靠近夹持点或者处在扩张模具的不同区域内的管段，其取向状态并不完全一样。在存放的过程中，卷绕外层和内层所承受的应力是不一样的，取向可能会有所放松。取向完全的管段回缩较大，但是启动可能会稍微迟缓一些;已经存在松弛的管段可能会比较快地启动，但是回缩力以及最终形状保持是不一样的。同一批次的产品中取向分布的不同，就是收缩温度不一样所造成的原因之一。

　　四、壁厚和热传导时间上的差异

　　壁厚会直接决定热量如何进入到材料中去。较薄的管段热容量较小，热量很容易穿透，表面和内部几乎同时达到收缩温度，所以启动比较快，整个回缩也比较同步;较厚的管段外层首先受到加热，而内层升温比较缓慢，在内外层之间存在着温度梯度，收缩表现为主外层先接触、内层随后收缩，整体启动速度较慢。同一批产品的壁厚由于制造公差的原因，在不同的管段或者同一个管段的不同部位之间会有一定的差别，薄的地方先收缩，厚的地方后收缩，操作者所感觉到的“收缩温度”也就不一样了。壁厚不均也会对胶层受热造成影响：外层较厚的部分热量传导速度较慢，因此胶层的流动性会延迟一些;外层比较薄的地方热量容易渗透进去，所以胶层可能会过早地变软。所以同一批收缩差异应该首先核对壁厚分布，并不是仅仅去比较热风温度。

　　五、双壁结构中外层和胶层之间的节奏差异

　　双壁热缩管是由外层热缩材料、内层热熔胶组成的，其收缩效果为内外两层共同起的作用。外层受热之后会收缩回去，然后胶层就会随之熔化并流走;操作者所见的“贴合”，在外层回缩的时候或者胶层流动填充之后都可能发生。同一批产品的外层壁厚、胶层厚度以及胶层分布都存在细微差别：胶层比较厚的管段需要更多的热量来使液体顺畅流动，看上去像是“收缩慢”;胶层比较薄或者局部不均匀的地方的管段可能会出现外层先贴合，但是填充不够的情况。胶层在储存过程中可能会被吸收水分或者表面的状态发生变化，从而影响到受热流动的速度。双壁热缩管的收缩温度不能仅仅依靠外层基材来判断，胶层的熔融行为以及厚度分布都会对操作者感觉到的贴合时间产生影响。如果同一批次出现端部或者分支根部的差异，则应该首先对胶层的状态以及填充间隙进行检查。

　　第六条 储存条件和热历史的不同个体

　　同一批产品出厂之后，在同一个仓库里存放着，宏观环境都是一样的，但是包装内的不同位置之间仍然存在差异：靠近热源的地方容易出现温度升高现象;靠近窗户的地方容易出现阳光直射的情况;堆码在底层的地方容易受到压力的影响;卷绕在外层的地方容易受到拉力的作用;包装内的各个部分都会因为不同的原因而产生各种各样的问题。都会引起局部的变化。高温保存可能会造成取向部分松弛，收缩开始的速度加快但是回缩的力量减弱;长时间受到压力的话就会造成截面变形、热能分配不均等问题;受潮会使胶层流动性和表面热传导性降低。同一组中，处于不同的位置上的管段所经历的热历史是不一样的，在使用的时候收缩的表现就会不一样。储存的时间长短也会影响取向的稳定性，在早期的时候取向比较稳定，但是随着储存时间的增长，取向可能会逐渐变差。所以同一批收缩温度之间的差别并不是制造上的问题，而是由于储存以及取出时的先后顺序所导致的。比较稳妥的办法就是把存放的位置、开包时间以及使用的先后顺序都记下来，然后再比一比收缩的效果。

　　第七条 加热方式和热流分布的不同

　　操作人员所感觉到的收缩温度，大都由热流分布来决定。同一批管段，使用相同的热风枪，如果风口的距离、移动的速度和迎风的角度不一样，则表面升温的速度就会不同：风口靠近、移动缓慢时，表面升温较快，收缩起来也显得比较快一些。距离遥远、速度极快，热量摄入少，收缩开始迟缓。热风枪风口口径、散流嘴、环境风速以及操作者的手法都会影响到热量传递。烘箱加热的时候，搁板的位置、风扇的方向、装入的数量以及打开门的次数都会影响到温度上升。同一条管段上不同的地方，迎风面和背风面由于受到的热量不一样，所以收缩的速度也就不一样了。如果在比较的时候没有固定的加热条件的话，那么同一批次之间的差异可能是由于热输入的不同造成的。比较稳妥的办法是先把温度、距离、移动节奏以及摆放位置固定下来，然后再通过小样来观察收缩启动的时间，并且形成可以反复使用的工艺窗口。

　　八、和氟橡胶热缩套管的节奏进行比较

　　将双壁结构和氟橡胶热缩套管进行比较，就可以更加明了地看出节奏差异的原因所在。氟橡胶热缩套管是以含有氟的弹性体作为基材，在链段柔顺、回弹迅速的情况下，可以达到收缩温度之后很快地贴合到电线束上，并且在冷却之后仍然会有一定的回弹能力来调节。氟橡胶热缩套管的收缩速度受到交联度、壁厚以及套入后膨胀量的影响，同一批次的产品中，膨胀量不一样就会导致启动快慢的不同。双壁结构多了胶层流动，在外层回缩的同时胶层填充，在时间上要相互配合，操作人员感觉到的“收缩温度”，会被胶层的状态放大。对照的意义并不是去判断哪一种材料更加稳定，而是在于说明同一批次之间的差异，在不同的结构里有不同的表现形式：对于弹性基材而言，其差异主要表现在回弹能力和贴合速度上;而对于复合结构来说，则是外层和胶层之间节奏匹配的不同之处。

　　九、花纹热缩管的纹路热分布

　　表面纹理的变化会改变热量的分布，并且还会改变同一批次产品的统一感觉。花纹热缩管的凸起部分比其他地方更容易接触到高温空气，因此它会更快地加热，并且有可能在之前就开始收缩了。凹陷部分由于温度较低，所以收缩速度比较慢。同一组的产品里，纹理深度、凸起的高度以及分布都受到制造公差的影响，在不同的管段上凸起的形式也有所不同，因为受热的节奏不完全一样。纹理越深，凸起和凹陷之间温度差异越大，操作人员就越能感受到“有的地方先收缩、有的地方后收缩”。加热的时候如果风口垂直直接吹的话，凸起的部分会先变软然后回缩，而凹陷的地方还没有被充分加热，所以整体上收缩是不均一的。花纹热缩管的同批差异不能仅仅从整体长度的变化来判断，还需要观察到纹路是否连贯、凸起部分是否被压扁。比较安全的办法就是使热风吹出一定的角度来扫过物体表面，并且要保证距离以及移动都是均匀的，这样就可以使得凸起和凹陷处所受的热量输入变得一致了。

　　十、双壁热缩管同批差异的排查顺序

　　对于双壁热缩管同一批次收缩温度不一样，可以按照以下顺序来查找原因：1、检查加热设备是否正常工作;2、查看是否有其他因素影响到收缩效果;3、如果以上方法都不能解决问题，则需要进一步调查具体原因。第一步骤是对壁厚以及胶层厚度分布进行核对，并且要测量出各个管段中关键截面处是否有壁厚不均的情况。第二步是核对存储的位置以及打开的时间，在此期间是否有某个包装层或者某一个存放区域出现异常。第三步就是固定好加热条件来做个小样的比较，并且把收缩开始的时间、外层粘合的时间以及胶层流动的状态都记录下来，然后判断是外层回缩慢还是胶层流动慢。第四步是观察端部以及分支根部处的胶层是否有被吸潮、流淌或者填塞不均匀的情况。第五步如果仍然存在明显的差别，则需要再次核对制造批次内扩张、冷却的数据。排查顺序应该由外向内、由上至下地进行，不能一开始就把问题归结为材料配方的问题。把每一项工作的记录都保存好，以后进行对比的时候才会有依据。

　　十一、PVDF热缩管的刚性和热响应

　　偏氟乙烯类材料的刚性比较大，收缩开始需要更多的热量渗透进去，在同一批次的产品中，壁厚以及结晶状态的小差别可能会更加明显的表现出为启动时间的不同。PVDF热缩管在加热的时候，薄壁规格反应比较快，厚壁规格外层先热、内层滞后;结晶比较完善的地方启动稍微晚一些，结晶不完善的地方启动会比较早。同一批产品，在存放过程中如果遇到高温或者受到压力的影响，那么产品的取向就会有所松动，收缩的表现也就不一样了。对于PVDF热缩管的同批差异排查工作来说，应该着重于壁厚均匀性的检查、存放环境以及加热情况等，并不是仅仅去比对热风吹出的温度而已。对于要严格控制收缩速度的地方可以分成几个部分进行加热，并且要注意各个部分开始收缩的时间，在此基础上再对工艺参数进行适当的调整。

　　12. 氟橡胶热缩管的回弹和启动的区别

　　氟橡胶热缩管的弹性比较大，在同一批的产品中，套入的扩张量不一样就会对收缩的表现产生影响：扩张量大的管段回缩驱动力大，但是回弹的过程可能会比较长;扩张量较小的管段启动比较快，但是贴合力度可能会有所不同。氟橡胶热缩管的收缩并不是一次性完成的，而是在回缩和回弹两个过程叠加之后才实现的，因此操作者所感觉到的“收缩温度”当中就包含了回弹调整时间。同一批次的产品，在壁厚、交联度以及存放环境等方面都会对产品的启动速度产生影响。在排查的时候要记录套入之前和之后的内径的变化情况、加热后贴合时间以及冷却后回弹的状态，并且要分清是由于材料启动不同引起的差异还是因为安装过程中膨胀造成的差异。氟橡胶热缩管的同批一致性的检验，并不是仅仅通过加热时的收缩速度来判断的，还需要考察冷却之后包覆的紧密程度以及回弹恢复的情况。

　　十三、线缆标识打印层热响应

　　打印位置同一批次之间的差异，除了管材本身之外，还包括了打印层。线缆标识在加热的过程中，管体收缩、打印层受热同时进行;如果管体收缩启动比较迅速的话，那么字符就会被拉长或者压缩;如果打印层耐热窗口比较小的话，那么就会首先出现边缘扩散的情况。同一组线缆标识里，打印的能量、色带的状态以及涂层的厚度都可能有细微差别，从而使得字符区域的热响应并不完全一样。操作人员感觉到的“收缩温度不一样”，有时候是打印面先变，误认为管体收缩速度不同。对线缆标识的同批排查要将管体收缩和打印面变化分开记录，在用小样来观察字符边缘、对比度以及附着力之后再判断出差异的原因。打印层的热响应不可以代替管体收缩试验，二者应该分开来加以评定。

　　十四、标识管的薄壁快速响应

　　标识管的壁厚比较小，热量很快通过，收缩开始的速度也比较快，但是壁薄也使得对于温度变化的不同灵敏度：同一批的产品里，壁厚公差、端部切割质量以及打印区域的状态等细微差别都会造成不同的启动时间。标识管采用的是薄壁结构，在同一批次中出现差异更易被发现，并且容易造成误判。在排查的时候要避开开始处变形的地方，选择稳定的截面，固定好加热的距离以及移动的速度，并且要做好收缩启动和端部的状态记录工作。已经打印好的标识管，在使用之前还要注意查看字符区域是否有先被加热变形的现象。标识管的同批一致性的检查除了要看收缩的速度之外，还要看端部有没有起翘、字符是不是很清楚、表面是不是很平滑。薄壁载体快速响应的优势也意味着需要更加精确的工艺窗口。

　　十五、统一测试和工艺窗口

　　为了确定同一批次收缩温度之间的差别是否可以接受，应该把所有的测试条件都统一起来：同规格、同壁厚、同储存条件、同加热工具、同温度、同距离、同移动节奏、同冷却方式。取样的时候要避开端部明显的变形区域，并做好标记和记录收缩开始的时间、完全贴合的时间以及冷却之后的状态。如果差异主要发生在薄壁部分，则需要核查壁厚;如果集中在一个包装层上，则要核对储存;如果集中于端部的话，则需要检查切割、加热的方法是否正确。工艺窗口应该能够接受一定的启动时间偏差，但是不能有局部过烧、收缩不足、胶层流挂或者端部缩结的情况发生。对于差异很大的批次可以调节加热的距离以及移动的速度来进行适应，并不是只提高温度就可以的。把测试条件、观察记录以及工艺参数放在一起，同一批次之间的差异才能够得到合理的评价。

　　结语

　　同一组双壁热缩管收缩温度不一致，一般情况下不是某个单一环节出了问题。基材结晶和取向的小范围分布、壁厚以及胶层厚度的制造公差、存储位置的热历史、加热过程中热量的变化等都会使操作人员感觉到不同的启动和贴合时间。不同的制品类型会有各自的侧重点：弹性基材要看回弹、膨胀的程度，刚性材料要看壁厚以及结晶的情况，带有纹理的表面要看凸起受热的状态，打印部位要看字符的热响应情况，薄壁载体要看端部的状态。比较稳妥的办法是首先确定好测试条件，在此基础上按照壁厚、储存、加热、胶层、结构等顺序进行排查，并最后通过小样来验证工艺窗口。把“同批不同温”看作是过程信息进行分析，并不是简单的把原因归结为材料不稳定的结论，这样更容易找出真正的故障原因。