熱縮管力學性能試驗方法的研究

摘 要：航空產品使用的熱收縮管在入廠驗收時力學性能經常不合格，而入廠驗收試驗是在廠家提供的標準試片上進行的，由于標準試片和熱縮管生產工藝不同，即輻照源不同，所以用標準試片測試的性能不能真正反應出熱縮管的性能，難以驗證熱縮管是否合格。這個問題已影響了熱縮管入廠驗收和正常裝機使用。針對這一問題，我們想用熱縮管代替試片直接在拉力機上進行力學性能測試，這樣可以直接地反映出熱縮管性能是否合格，使測試方法更加合理。經過驗證試驗，這種方法科學合理，試驗結果真實、可靠。現在，這種方法已經作為熱縮管出廠檢驗和入廠驗收的標準試驗方法，解決了航空公司科研生產難題，取得了明顯的經濟效益。

關鍵詞：熱縮管；力學性能；試驗方法研究
 

1 概述

熱收縮材料，又稱高分子形狀記憶材料，主要利用結晶或半結晶的高分子材料經過輻射或化學交聯后具有“記憶效應”的原理而制造出來的一種高分子功能材料。航空公司某型機、運 12 系列機上使用的國產化熱縮管就是這種材料。它由不同材料擠出的薄壁管經輻射交聯、加熱吹脹后冷卻定型而成。它具有遇熱收縮的特性，遇熱時可收縮到原來的尺寸，形成緊貼保護層，用于飛機、航空發動機，起絕緣保護、標志作用。這種材料已應用于我公司某型機、運 12 系列機等各型號航空產品上，其作用比較重要。

國產化熱縮管包括聚烯烴熱收縮管、氟橡膠熱收縮管、聚偏氟乙烯熱收縮管。經過十幾年的使用和入廠復驗，電性能一直符合標準，但力學性能有不合格現象。原標準要求力學性能由廠家供貨時帶標準試片，航空公司理化試驗室進行測試。

由于標準試片和熱縮管生產工藝不同，即輻照源不同，所以用標準試片測試的性能不能真正反應出熱縮管的性能，并且在入廠復驗時用標準試片測試時伸長率經常不合格。由于輻照源不同，難以分析是熱縮管不合格還是熱縮管合格，只是標準試片不合格，這個問題已影響了熱縮管入廠驗收和正常裝機使用，耽誤了生產進度。

為了解決這一問題，我們決定用熱縮管代替試片直接在拉力機上進行力學性能測試，這樣可以直接地反映出熱縮管性能是否合格，使測試方法更加合理。
 

2 調研分析工作

2.1 過去熱縮管的生產工藝是采用鈷-60源輻照，鈷-60輻射加工用鈷 -60 源較大，為 15 萬居里，鈷 -60 半衰期為 5 年，工業生產中必須定期補充新源。用鈷 -60 源輻照時計量是根據離源中心的距離確定，有時由于工作人員疏忽距離測定不準，就會出現計量高低的誤差，從而影響試片的性能。

2.2 現在大批量生產熱縮管時使用的輻照源是電子加速器。這種高能電子束流為β- 射線，用β- 射線輻照交聯高分子材料時間短、速度快，適合工業化生產，但電子加速器只能輻照熱縮管，不能輻照標準試片，標準試片只能用鈷 -60 源輻射，也就是說熱縮管和標準試片是由不同的輻照源輻照的，這樣不能客觀的判定熱縮管是否合格。

我們參考ASTM D2671-80《標準測試方法電用熱縮性管材》、GB/T528《硫化橡膠拉伸性能的測定》、GB1040《塑料拉伸試驗方法》、某型機專用標準x-0751- 91《聚烯烴熱收縮制品》x-0753-89《氟橡膠熱縮管和聚偏氟乙烯熱縮管》，對大量的試驗結果進行分析，并在測試中心對三大類兩種形式材料進行對比測試，總結出最佳的試樣形狀及試樣預處理溫度、時間等，確定了試驗方法。

3 驗證試驗的情況和結果

經過近半年的實際應用及試驗, 其試驗結果均符合某型機專用標準×-0751-91《聚烯烴熱收縮制品》、×-0753-89《氟橡膠熱縮管和聚偏氟乙烯熱縮管》要求。本試驗方法適用于生產檢驗，可操作性強，管材直接的力學性能測試與原廠家供給試片測試結果相近，均可達到材料標準要求。試驗數據對比如下：

3.1 氟橡膠熱縮管與原廠家供給試片測試結果對比見表 1。

技術標準：×-0753-91《氟橡膠熱縮管和聚偏氟乙烯熱縮管》

技術要求：拉伸強度：≥12MPa 伸長率：≥300％

表1 氟橡膠熱縮管與原廠家供給試片測試結果對比

3.2 聚烯烴熱縮管與原廠家供給試片結果對比見表 2。
 

表2 聚烯烴熱縮管與原廠家供給試片結果對比

技術標準： ×-0751-89《聚烯烴熱縮制品》

技術要求： 拉伸強度：≥10.2MPa 伸長率：≥250％

3.3 聚偏氟乙烯熱縮管與原廠家供給試片結果對比見表 3。
 

表3 聚偏氟乙烯熱縮管與原廠家供給試片結果對比

技術標準： ×-0753-91《氟橡膠熱縮管和聚偏氟乙烯熱縮管》技術要求： 拉伸強度：≥30.4MPa 伸長率：≥150％

3.4 聚烯烴改型熱縮管與原廠家供給試片結果對比見表 4。
 

表4 聚烯烴改型熱縮管與原廠家供給試片結果對比

技術標準： ×-0751-89《聚烯烴熱縮制品》

技術要求： 拉伸強度：≥8.2MPa 伸長率：≥250％

4 結論

經過三年多的實際應用及試驗，用熱縮管代替試片進行力學性能試驗的試驗方法科學、合理，驗證試驗結果充分可靠，可操作性強。給航空公司熱縮管的驗收及材料出廠檢驗提供統一的試驗標準。

兩種方法測試結果相近，均達到了材料標準要求。

此種試驗方法的完成，解決了航空公司科研生產難題，解決了用標準試片測試不合格時的反復試驗，節省了人力、物力及由于查不清原因耽誤生產的難題，取得了明顯的經濟效益。
 

參考文獻

[1]ASTM D2671-80 標準測試方法電用熱縮性管材.

[2]GB/T528 硫化橡膠拉伸性能的測定.

[3]GB1040 塑料拉伸試驗方法.

[4]×-0751-91 聚烯烴熱收縮制品.



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