热缩管力学性能试验方法的研究

热缩管力学性能试验方法的研究

摘 要：航空产品使用的热收缩管在入厂验收时力学性能经常不合格，而入厂验收试验是在厂家提供的标准试片上进行的，由于标准试片和热缩管生产工艺不同，即辐照源不同，所以用标准试片测试的性能不能真正反应出热缩管的性能，难以验证热缩管是否合格。这个问题已影响了热缩管入厂验收和正常装机使用。针对这一问题，我们想用热缩管代替试片直接在拉力机上进行力学性能测试，这样可以直接地反映出热缩管性能是否合格，使测试方法更加合理。经过验证试验，这种方法科学合理，试验结果真实、可靠。现在，这种方法已经作为热缩管出厂检验和入厂验收的标准试验方法，解决了航空公司科研生产难题，取得了明显的经济效益。

关键词：热缩管；力学性能；试验方法研究
 

1 概述

热收缩材料，又称高分子形状记忆材料，主要利用结晶或半结晶的高分子材料经过辐射或化学交联后具有“记忆效应”的原理而制造出来的一种高分子功能材料。航空公司某型机、运 12 系列机上使用的国产化热缩管就是这种材料。它由不同材料挤出的薄壁管经辐射交联、加热吹胀后冷却定型而成。它具有遇热收缩的特性，遇热时可收缩到原来的尺寸，形成紧贴保护层，用于飞机、航空发动机，起绝缘保护、标志作用。这种材料已应用于我公司某型机、运 12 系列机等各型号航空产品上，其作用比较重要。

国产化热缩管包括聚烯烃热收缩管、氟橡胶热收缩管、聚偏氟乙烯热收缩管。经过十几年的使用和入厂复验，电性能一直符合标准，但力学性能有不合格现象。原标准要求力学性能由厂家供货时带标准试片，航空公司理化试验室进行测试。

由于标准试片和热缩管生产工艺不同，即辐照源不同，所以用标准试片测试的性能不能真正反应出热缩管的性能，并且在入厂复验时用标准试片测试时伸长率经常不合格。由于辐照源不同，难以分析是热缩管不合格还是热缩管合格，只是标准试片不合格，这个问题已影响了热缩管入厂验收和正常装机使用，耽误了生产进度。

为了解决这一问题，我们决定用热缩管代替试片直接在拉力机上进行力学性能测试，这样可以直接地反映出热缩管性能是否合格，使测试方法更加合理。
 

2 调研分析工作

2.1 过去热缩管的生产工艺是采用钴-60源辐照，钴-60辐射加工用钴 -60 源较大，为 15 万居里，钴 -60 半衰期为 5 年，工业生产中必须定期补充新源。用钴 -60 源辐照时计量是根据离源中心的距离确定，有时由于工作人员疏忽距离测定不准，就会出现计量高低的误差，从而影响试片的性能。

2.2 现在大批量生产热缩管时使用的辐照源是电子加速器。这种高能电子束流为β- 射线，用β- 射线辐照交联高分子材料时间短、速度快，适合工业化生产，但电子加速器只能辐照热缩管，不能辐照标准试片，标准试片只能用钴 -60 源辐射，也就是说热缩管和标准试片是由不同的辐照源辐照的，这样不能客观的判定热缩管是否合格。

我们参考ASTM D2671-80《标准测试方法电用热缩性管材》、GB/T528《硫化橡胶拉伸性能的测定》、GB1040《塑料拉伸试验方法》、某型机专用标准x-0751- 91《聚烯烃热收缩制品》x-0753-89《氟橡胶热缩管和聚偏氟乙烯热缩管》，对大量的试验结果进行分析，并在测试中心对三大类两种形式材料进行对比测试，总结出最佳的试样形状及试样预处理温度、时间等，确定了试验方法。

3 验证试验的情况和结果

经过近半年的实际应用及试验, 其试验结果均符合某型机专用标准×-0751-91《聚烯烃热收缩制品》、×-0753-89《氟橡胶热缩管和聚偏氟乙烯热缩管》要求。本试验方法适用于生产检验，可操作性强，管材直接的力学性能测试与原厂家供给试片测试结果相近，均可达到材料标准要求。试验数据对比如下：

3.1 氟橡胶热缩管与原厂家供给试片测试结果对比见表 1。

技术标准：×-0753-91《氟橡胶热缩管和聚偏氟乙烯热缩管》

技术要求：拉伸强度：≥12MPa 伸长率：≥300％

表1 氟橡胶热缩管与原厂家供给试片测试结果对比

3.2 聚烯烃热缩管与原厂家供给试片结果对比见表 2。
 

表2 聚烯烃热缩管与原厂家供给试片结果对比

技术标准： ×-0751-89《聚烯烃热缩制品》

技术要求： 拉伸强度：≥10.2MPa 伸长率：≥250％

3.3 聚偏氟乙烯热缩管与原厂家供给试片结果对比见表 3。
 

表3 聚偏氟乙烯热缩管与原厂家供给试片结果对比

技术标准： ×-0753-91《氟橡胶热缩管和聚偏氟乙烯热缩管》技术要求： 拉伸强度：≥30.4MPa 伸长率：≥150％

3.4 聚烯烃改型热缩管与原厂家供给试片结果对比见表 4。
 

表4 聚烯烃改型热缩管与原厂家供给试片结果对比

技术标准： ×-0751-89《聚烯烃热缩制品》

技术要求： 拉伸强度：≥8.2MPa 伸长率：≥250％

4 结论

经过三年多的实际应用及试验，用热缩管代替试片进行力学性能试验的试验方法科学、合理，验证试验结果充分可靠，可操作性强。给航空公司热缩管的验收及材料出厂检验提供统一的试验标准。

两种方法测试结果相近，均达到了材料标准要求。

此种试验方法的完成，解决了航空公司科研生产难题，解决了用标准试片测试不合格时的反复试验，节省了人力、物力及由于查不清原因耽误生产的难题，取得了明显的经济效益。
 

参考文献

[1]ASTM D2671-80 标准测试方法电用热缩性管材.

[2]GB/T528 硫化橡胶拉伸性能的测定.

[3]GB1040 塑料拉伸试验方法.

[4]×-0751-91 聚烯烃热收缩制品.



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