Практическая работа № 6

П р а к т и ч е с к а я р а б о т а № 6

ТЕРМОУСАДОЧНЫЕ ТРУБКИ

ловиях, к ее надежности предъявляются строгие требования.

Никакая отдельная тру ка не обладает универсальной комбинацией этих свойств, поэтому пр ходится расставлять приоритеты. Химические и большинство ф з ческ х характеристик термоуcадочных изделий определяются характер ст ками полимера основы. Выбор трубки начинается с

Характер ст ки термоуcадочных трубок:

ПОЛИОЛЕФИНЫ (PE)

Полиолефины — синтетические продукты полимеризации олефинов.

Распространенные полиолефины: полиэтилен (PE), полипропилен (PP) и И

этиленвинилацетат (EVA, сэвилен), композиция которого используется как термоплавкий клей для термоуcадочных трубок. В промышленности важны также полиизобутилен и этилен-пропиленовый каучук ( EPDMрезина ).

Для изготовления полиолефиновых термоуcадочных трубок применяется радиационно или химически «сшитый» полиэтилен с пластификаторами, подавителями горения, красителями и UV-фильтрами .

Полиолефины обладают хорошей гибкостью в широком температурном диапазоне и достаточной для повседневных задач механической прочностью.

Диапазон рабочих температур полиэтиленовых трубок: от -50°С до +125°С, поэтому их применяют как внутри, так и снаружи помещений. В зависимости от композиции материала меняется и температура усадки по-

39

Технические жидкости и полимеры

лиолефиновых трубок. Низкотемпературные трубки начинают усадку при +70°С, а высокотемпературные трубки требуют для полной усадки нагре-

ва до +135°

ЭЛА ТОМЕРЫ (СИНТЕТИЧЕСКИЕ КАУЧУКИ)

ФТОРСОДЕРЖАЩИЕ ЭЛАСТОМЕРЫД

Термином «фторсодержащие эластомерыИ» обозначают сополимеры гексафторпропилена (HFP) и винилиденфторида (VDF или VF2), терпо-

лимеры тетрофторэтилена (TFE), винилиденфторид (VDF) и гексафторпропилен (HFP), а также перфторметилвиниловый эфир со специальными добавками. В зависимости от состава и пропорций смеси эластомеров, у разных производителей может иметь несколько отличающиеся физикохимические свойства.

Трубки из фторсодержащих эластомеров рекомендуются для применения в автомобильной, морской, авиакосмической промышленности — везде, где требуется контакт с ГСМ и биодизелем в больших концентрациях. Диапазон рабочих температур термоуcадочных трубок: от -50°С до

+200–220°С.

Для справки:

40

Практическая работа № 6

Эластомеры (эластичные полимеры) — полимеры со свойствами эластичности. Эластомерами называют материалы, обладающие специфическими механическими свойствами эластичной деформации под нагрузкой, после которой они возвращаются в первоначальное состояние без повреждений и сохранения элементов постоянной деформации. Бытовое на-

Сзвание эластомеров — резины.

ПОЛИВИНИЛХЛОРИД (PVC)

PVC — пол в н лхлорид. В России обозначается буквами ПВХ, в

приборов.

готавливаютостальном м ре — PVC. Поливинилхлорид — линейный термопластичный пол мер в н лхлор да. Из поливинилхлорида преимущественно из-

внешнюю золяцию проводов и корпуса электротехнических

Пол в нблхлор д устойчив к влаге, кислотам, щелочам, растворам солей, промышленным газам, ГСМ, спиртам. Частично растворяется в ке-

тонах, сложных эф рах, хлорированных углеводородах.

Термоуcадочные тру ки изготавливаются как из жесткого, так и из мягкого пол в н лхлор да и используются для низковольтной электрической изоляции и в декоративных целях. Трубки из жесткого поливинилхлорида изготавливают в виде тонкостенных цветных пленок и применяют для стягивания электрохимических элементов, конденсаторов, аккуму-

скую и химическую стойкость, прочность. Из полиэстера изготавливают сверхтонкостенные термоуcадочные трубки, которые поставляются в плоском виде. Трубки из PET — замена трубкам из жесткого поливинилхлорида для защитного покрытия оборудования, стягивания батарей гальванических элементов, аккумуляторов, конденсаторов, катушек индуктивности и механической защиты радиоэлектронных компонентов. Могут использоваться как замена окрашиванию при маркировке изделий. Диапазон рабочих температур от -40°С до +130°С, хотя непосредственно сам полимер выдерживает температуру до +170°С.

41

Технические жидкости и полимеры

ФТОРПОЛИМЕРЫ

Полимеры с содержанием фтора применяются для специфических

задач из-за уникальных физических и химических свойств. Эти же свойства осложняют технологическую обработку этих материалов. Перечислим самые востребованные фторполимеры.

Сческие матер алы благородные металлы. Не разрушается под действием щелочей, к слот, ГСМ даже смеси азотной и соляной кислот. Разрушается расплавами щелочных металлов, фтором и трифторидом хлора. В высшей степени термо-, морозоатмосферостойкий, негорючий матери-

PTFE — ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕН

PTFE по х м ческой стойкости превышает все известные синтети-

отметим дороговизну из-за стоимости материала и технологических сложностей изготовления, а также хладотекучесть и невысокую стойкость

PVDF — ПОЛИВИНИЛИДЕНФТОРИД

Свойства PVDF схожи со свойствами PTFE: химическая инертность и стойкостью к кислотам, щелочам, растворителям, ГСМ и другим агрессивным агентам. Хорошо сопротивляется горению, почти не выделяет дыма при нахождении в пламени. Обладает очень хорошей механической прочностью. Выдерживает высокие температуры до +175°С, а некоторые его модификации — даже до +190°С. Не так хорошо, как PTFE, но лучше полиолефинов.

Трубки из PVDF могут применяться в качестве путепроводов для активных химических реагентов в химической промышленности. По срав-

42

Практическая работа № 6

нению с другими фторполимерами PVDF относительно дешев и проще поддается обработке, хотя он все равно дороже полиолефинов.

FEP — ФТОРЭТИЛЕНПРОПИЛЕН (ФТОРОПЛАСТ-4МБ)

ополимер гексафторпропилена, FEP мягче, чем PTFE, и размягчается при +260–280°C. Он прозрачен и устойчив к ультрафиолетовому излучению. Химические и физические свойства сходны с PTFE, но FEP несколько проще поддается формованию. Имеет температуру плавления и рабочую температуру чуть меньшую, чем PTFE и FPA. Трубки из этого

PFA — ПЕРФТОРАЛКОКСИ (ФТОРОПЛАСТ-50)

Фторпол мер со свойствами, схожими с PTFE. Обладает прекрасной

СИЛИКОНЫ Д

Силиконы (от лат. Silicium — кремний) — группа органических веществ сложного строения, в составе которых присутствует кремний. Силиконы бывают жидкими (силиконовое масло), резиноподобными и твердыми, как пластик. Термоуcадочные трубки изготавливают из резинопо-

тур.

Из силиконовой резины изготавливают изоляционные трубки высокой электрической прочности. Технология сшивки силикона сложнее, чем обработка полиолефина. Кроме того, силиконовая резина — дорогой полимер. Использование таких трубок ограничено специфическими сферами

43

Технические жидкости и полимеры

применения, где требуются уникальные свойства силиконовой резины: неизменность и повышенная теплостойкость. По этим свойствам силикон близок к эластомерам. Коэффициент усадки силиконовых трубок редко превышает 1,5:1.

ЭТИЛЕН-ПРОПИЛЕН-ДИЕНОВАЯ РЕЗИНА (EPDM)

Преимущества EPDM (Ethylene Propylene Diene Monomer rubber):

водостойкостью, устойч востью к озону, стойкостью к нагреву и охлаждению. Матер ал долго не изнашивается, не токсичен, не аллергичен, не

ТЕРМОУСАДОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ И

Существует более пятидесяти типов термоусадочных трубок и изделий для автомобилестроения — с рабочими температурами до 260°С, устойчивых к топливу и маслам, негорючих, с подавлением горения и не выделяющие галогенов при горении, цветные, трубки с внутренним клеевым слоем и большое количество специальных изделий для автомобильной промышленности.

Основные материалы применяемые для изготовления термоусадочных трубок и изделий:

•поливинилхлорид — мягкий и жесткий

•модифицированный полиэтилен

44

Практическая работа № 6

•модифицированный полиолефин

•модифицированный эластомер

•флюорополимеры

•тефлон

Преимуществавыводов, а также элементов приборов: стартеров, генераторов, электро-

двигателей. Благодаря своим высоким диэлектрическим характеристикам и большому кол честву т поразмеров (диаметров) использование трубки

позволяет защ щать лю ой провод или жгут в транспортном средстве. спользования термоусадочной трубки для этих целей пе-

Применение термоусаживаемых трубок с термопластичным клеевым слоем, нанесенным на внутреннюю поверхность трубки и высоким коэффициентом усадки. Отрезок трубки легко одевается на заднюю сторону разъема или место соединения (спайки) проводов, затем под воздействием контролируемого нагревания надежно сжимается на месте. В зависимости от размеров разъема и диаметров входящих в него проводов используются трубки с различными коэффициентами усадки. Для надежной герметизации перехода "провод-разъем" специально разработаны и выпускаются

45

Технические жидкости и полимеры

термоусадочные трубки с высокими коэффициентами усадки и увеличенным слоем клея, нанесенного на внутреннюю поверхность.

дами и корпусом разъема, в то время как внешняя трубка создает дополнительную защ ту от отрыва проводов из разъема и повреждения (отламывания) проводов в месте входа в разъем.

ГЕРМЕТИЗАЦИЯ ПУЧКА ПРОВОДОВ

водами, а внешняя трубка обеспечивает гладкий тонкий защитный слой. Применение клеев и герметиков, с последующим помещением обработанного герметиком жгута в термоусадочную трубку. Для фиксации проводов при монтаже на полоску нанесен слой каучукового герметика. Собранные и зафиксированные таким образом провода помещаются в термоусадоч-

46

Практическая работа № 6

ную трубку, нагреваются, клей плавится и заполняет полости между проводами в пучке.

ОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДОВ ПРИ ПОМОЩИ ТЕРМОУСАДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ

СДля быстрого и надежного соединения проводов при проведении ремонтных и сборочных работ специально разработаны обж мные гильзы, клеммы, наконечники с термоусадочной клеевой трубкой. Это изделие

представляетисобой металлическую гильзу, помещенную

внутрь отрезка термоусадочной трубки с клеевым слоем. Зач щенные провода вставляются в гильзу, гильза обжи-

мается спец альным нструментом. Далее изделие на-

гревается, при этом термоусадочная трубка с клеем обеспечивает полную гермет чность места соединения проводов.

ОБЕСПЕЧЕНИЕобеспеченияГЕРМЕТИЧНОСТИ ЖГУТОВ

В МЕСТАХ ПРОХОЖДЕНИЯ МЕЖДУ ОТСЕКАМИАВТОМОБИЛЯ

Для шумоизоляции и обеспечения герметичности в местах прохождения жгутов, ка елей, трубопроводов через панели между отсеками чаще всего сегодня используются детали из резины. Перед сборкой эти резиновые детали растягиваютсяД, затем через них протягиваются жгуты вместе с разъемами и потом эти изделия устанавливаются на автомобиль. Большие трудозатраты при установке таких изделий, не ремонто-

пригодность и невозможность растягиваться более чем в 3-4 раза ограничивают возможность их использования.

ПРОЧИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕРМОУСАТРУБКИОЧНОЙ

• цветовая маркировка электрических цепей термоусадочными труб-

ками

• тонкостенные цветные трубки — конструкционный материал — облицовка ручек и поручней, мест крепления ремней безопасности и других элементов.

• защита шлангов и трубопроводов подверженных агрессивному воздействию окружающей среды с использованием абразивно- и химически стойких термотрубок — тормозные трубки, трубопроводы кондиционирования и охлаждения.

• взаимофиксация трубопроводов — охлаждения, подачи топлива, кондиционирования и жгутов при использовании специальных термоусадочных изделий в форме цифры

47

Технические жидкости и полимеры

• защита ответвлений жгутов и проводов в местах вывода из рамы — специальные разветвители

• жесткие термоусадочные трубки с эффектом "памяти" — придают необходимую форму проводу или жгуту для удобства при прокладке в местах с ограниченным доступом, что значительно сокращает время сборки.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РАБОТЫ С ТЕРМОУСАДОЧНЫМИ ТРУБКАМИ И ИЗДЕЛИЯМИ

Для сер йного про зводства с применением термоусадочных трубок

48

Практическая работа № 6

тах соприкосновения происходит повышенный абразивный износ этих элементов.

1. Термоусадочная оплётка

2. Гибкая оплётка Важна дополнительная защита важных магистралей от ударных воз-

действий и воздействий острыми предметами при ремонте и техобслуживанииа также при аварийных ситуациях когда обломок с острым краем может повред ть напр мер электрическую проводку и тем самым вызвать

"сочить" в местах соединений.

И в той и в другой системе патрубки так же постоянно подвергаются деформациям в силу того что радиатор О.Ж. и интеркуллерИразмешены на кузове а двигатель относительно кузова как известно имеет некоторую степень свободы.

Термоусаживаемая защитная оплетка позволяет минимизировать воздействие негативных факторов без использования дорогостоящих (тюнинговых, усиленных) комплектов патрубков из металла. Она обеспечивает:

а) Защиту от абразивного воздействия (перетирания) — высокопрофильное трехслойное плетение полученное комбинацией мультифиламентных из полиэстера и моно волокон и модифицированного полиолефина значительно уменьшает пятно контакта в зоне трения, что в свою очередь уменьшает износ.

49

Технические жидкости и полимеры

б) Защиту от механических повреждений — конструктив этой оплетки создан так что даже при повреждении части волокон материал не расплетается (расползается) а продолжает выполнять защитные функции

за счет соседних неповрежденных волокон, а так как плетение очень плотное нужно таки приложить совсем неслучайные и довольно неслабые усилия для нанесения повреждений не совместимых с дальнейшей эксплуатацией данного патрубка/шланга.

Сг) Дополн тельное армирование — плотный "корсет" образуемый термоусадочной оплеткой, препятствует поперечному растягиванию и депатрубков шлангов при повышении/понижении внутреннего давления (гас т пульсац и) что в конечном итоге позволяет увеличить

в) Не вл яет на г бкость патрубка или шланга — это общая особенность текст льных материалов.

долговечность эксплуатации патру ков системы и поддерживать стабиль-

Д Для монтажа термоусадочной оплётки наИпатрубок достаточно тех-

нического фена — температура гарантированной усадки от +180°С до

+220°С, температура начала усадки +135°С.

При серийном производстве усадку целесообразнее производить в специализированном термо-тоннеле

Задания

1 Подобрать диаметр и толщину термоусадочной трубки в соответствии с её материалом и вида соединяемого проводника для герметизации топливного шланга в двигателе ЗМЗ-4021

50

Практическая работа № 6

2 Подобрать диаметр и толщину термоусадочной трубки в соответствии с её материалом и вида соединяемого для герметизации тормозного шланга для автомобиля ВАЗ 2106

ветствии с её матер алом и вида соединяемого проводника для герметизации тормозного шланга для автомобиля ЗАЗ 968М

51