
仓库中存放了半年之久的氟橡胶热缩套管,取出来之后用手去摸的话,感觉会比刚开始进库的时候要硬一些,在弯曲的时候也会缺少一些柔软的感觉。这是许多仓库管理员以及采购人员所面临的难题:管道是否已经变质?还可以用下去吗?要不就淘汰了换新的吧?变硬这件事情,后面的原因可能是多种多样的,并且这些原因有的是无关紧要的小事,而有的则是严重的安全隐患。本文就“储存变硬”这一现象的原因、判断方式以及解决办法进行详细的说明。
一、首先要知道:为什么橡胶会“越放越硬”
氟橡胶属于弹性体,在常温下比较软且具有一定的弹性和韧性,主要是由于在硫化之后形成了一个由交联网络和自由运动中的分子链段组成的结构。在储存的过程中会变得坚硬起来,其实质就是分子链段的活动能力被抑制或者结构发生缓慢的变化,常见的原因有四种。
第一种情况是由于低温造成的物理硬化。这是最常见的并且没有危害的一种。氟橡胶的玻璃化转变温度决定着它在低温下的表现,在储存环境中温度较低的时候,例如冬天没有供暖的仓库或者北方冬天运输过程中的时候,分子链段的热运动会减弱,因此管体会自然地变得坚硬起来。这样的“可逆性”材料,在温度恢复正常之后会自动恢复到原来的柔软程度。摸起来很硬,其实是因为“冻”着了,并不是不好。
原因二是由于增塑剂或者加工助剂的缓慢迁移造成的。一些配方里含有少量的加工助剂,在长时间存放的过程中,这些低分子物质会慢慢向表面迁移并挥发掉,所以材料就会渐渐失去一部分柔软性。这样的改变是缓慢而持续的过程,在几个月之内一般不会有什么明显的反应,如果长时间放置的话才会感觉到一些东西的变化。
第三种原因是后硫化效应(继续交联)。氟橡胶的硫化体系如果硫化不够充分,在存放过程中会逐渐发生缓慢的老化过程,使得交联程度逐渐增大,从而使材料逐渐硬化、弹性降低。这样的改变是无法逆转的,但是优质的配方会有后硫化效应,在正常的储存温度下非常缓慢地发生,短时间之内几乎感觉不到。
第四种原因是热老化和臭氧老化。储存环境温度过高(比如夏天曝晒的集装箱、紧挨着暖气片的货架),或者处于臭氧污染环境中(高压电气设备附近、电机仓库等处)。在这种情况下,材料会真正地发生老化现象,链段断裂、表面龟裂等等。手感变硬只是一种表面现象,深层次的原因则是性能上的实质性劣化。这四点当中只有其中一点要认真对待。
二、判断:变硬了,还可以使用吗
得到变硬的钢管之后按照下面四个步骤进行排查,结果自然是明了的。
第一项工作就是进行温度恢复试验。将管道移至20℃~25℃的室内环境中放置半天到一天之后再进行手感测试。如果柔软度恢复正常,则是由于低温造成的物理性变硬,并不会影响到正常使用,可以放心进行施工。实际上很多“变硬”的反馈都会在这一环节结束,并得到解决。
第二步就是观察它的外表了。恢复到常温之后仍然比较坚硬的管道,仔细观察它的表面是否有发白、喷霜、龟裂纹、粉化点等现象?有无局部变色?表面没有问题,但是整体比较硬的,继续下一步;已经出现了龟裂或者粉化的情况,这样的材料已经发生了老化劣化,建议谨慎使用或者直接淘汰。
第三步就是进行弯曲和反弹试验。取样段要反复弯曲几下,看弯折的地方有没有白化、裂纹等现象,在放手之后回弹是否很干脆。回弹好、没有白化裂纹的,弹性储备还剩很多,可以用;弯折就会出现白色的痕迹或者裂缝,并且回弹很慢,最后会变硬,这表示链段已经受到损伤或者是过度交联了,不能再使用了。
第四步是抽取样本进行实际测量收缩。剪一段按照正常的工艺进行加热收缩,然后观察三方面的情况:收缩是否顺利彻底、收缩之后表面是否完好无损、管体是否恢复到原来应有的紧抱弹性。实际测试通过之后就得到了最后的使用许可;收缩过程中产生裂纹或者开裂的情况要坚决报废。
简单的把判断的方法总结出来就是:回温变软比较好处理,弯曲不白有弹性的比较好处理,收缩正常的可以使用,表面龟裂必须要抛掉。
第三部分对症下药:根据不同的病因采取相应的治疗方法
低温变硬的: 不需要任何处理,在常温下就可以使用。如果在施工过程中环境仍然比较寒冷,则按照低温施工对策来处理,即先预热管体后进行收缩。
轻微助剂迁移的(表面略有喷霜、手感略涩): 用无水酒精或者温水擦拭表面去除析出物,性能基本不受影响,可以正常使用。在擦过后要等它自然风干之后再进行涂装工作。
后硫化的硬化程度较轻或者实测收缩合格的情况下可以使用,但是要考虑到收缩温度可能会稍微提高一些,加热的时间也可能会适当延长;硬化严重、弯折处变白的,其弹性储备已经不足,在进行振动弯曲的地方就会提前出现裂缝,建议将其降级使用于直线段静态包裹中,或者直接更换。
热老化、臭氧老化等不可逆的老化现象都必须被淘汰。老化管材即使勉强收缩成型,防护寿命已经大大降低,在高温含油的严苛环境下,它所承受的风险远远大于更换的成本。
第四种办法就是正确的保存方式
不如让管子根本上不变得硬。存储要点共有五个。
温度要适中,不要过于寒冷或者炎热。常温阴凉保存即可,不要放在低于存储下限时的严寒环境中或者高于40摄氏度的高温环境中;夏天是集装箱运输旺季,冬天则是露天堆场繁忙的时候,这两个时期都属于禁运期。
避光存放。紫外线是橡胶老化的主要因素之一,在货架上避免让阳光直接照射到窗户上,使用原来的包装并避光也是最经济有效的保护方式。
远离臭氧源。不能存放于大电机、变压器、高压配电设备等附近的地方,因为臭氧会对橡胶造成腐蚀,这是导致龟裂的主要原因。
不要接触任何油脂或者化学药品。氟橡胶具有良好的耐油性,但是长时间放置在溶剂挥发环境里,配方中的助剂体系仍然有可能受到影响。单独的一个地方放比较安全。
避免重压变形。成卷管材平放堆放容易产生永久性扁形痕迹,悬挂在空中或者用架子来摆放比较合适;同时要遵守先进先出的原则,减少单批次存储的时间长度,在一到两年之内最为适宜。
第五部分 家族对比:各个产品在存储过程中对温度和湿度的变化比较敏感
热缩管家族对于存储有不同的反应。氟橡胶热缩套管和氟橡胶热缩管都是弹性体,在低温下会变硬,但是可以恢复原状,因此被称为“假变硬”的最常见品类;真正存在的风险是高温和臭氧存储环境下的实际老化的存在。PVDF热缩管为硬质氟塑料,并没有橡胶式变硬的问题,在储存过程中要避免长时间暴晒造成的表面性能改变,一般情况下可以采取避光保存的方法。双壁热缩管在高温环境下的内层热熔胶会慢慢发生蠕变和迁移,因此要防止高温堆放。花纹热缩管对于存储的要求比较宽松,但是要注意不要把纹路压平了。
结语
氟橡胶热缩套管在存储了几个月之后会变得坚硬,在大多数情况下只是一种低温造成的物理现象,当温度回升时就会变软,并且可以正常使用;少量的是助剂迁移或者缓慢后硫化,擦拭擦拭、实测一下也大多可以使用;伴随着表面龟裂、粉化、弯曲发白的现象出现的就是真正的老化的变质了,必须要被淘汰掉。四步判断法:回温、看面、弯折、实测收缩,可以将各种情况进行清楚地筛选出来。另外还要制定出一些规章制度来,比如温度控制、避光、避臭氧、避重压等等,在仓库里面就可以一直保持出厂时候的状态了。变硬并不可怕,可怕的是不知道为什么就放弃了它或者不管好坏直接使用,只有读取到材料手感的变化才算是仓储管理的专业之处。