热收缩

常用收缩薄膜材料，目前常用的有PVC、PE、PP、PVDC，此外还有OPS、PET、EVA、PA和离子型聚合物等。表12-98 为常用收缩薄膜的技术性能指标。

a. PVC收缩膜： 具有收缩温度低、范围宽，收缩力强，速度快，透明度高等优点。缺 点是热封性较差，热封强度不高，而且热封时塑料因老化而产生异臭。还有抗冲击强度 低，低温下易变脆等缺点。软质PVC单向收缩膜管主要用于小型包装食品的多件集装。 半硬质PVC单向收缩膜管可用于瓶装盖封的热收缩外封，还可制成热收缩套标。双向收 缩PVC膜可用作新鲜果蔬的收缩包装。

b. PP收缩膜： 具有优良的光泽度和透明度，包装外观效果好，耐油、防潮，收缩力强 等优点，但收缩温度高且范围窄。这种收缩膜广泛用于各种食品的收缩包装，而且可以满 足各种形式包装的需要。

c. PE收缩膜： 具有热封性好，封口封合强度高，抗冲击强度较高，且防潮、价低等优 点。最大的缺点是透明度差，限制了其在食品包装上的广泛应用。

d. 其他收缩膜： PVDC收缩膜主要用作肉类制品的肠衣包装。PET和OPS收缩膜 在食品包装上常用作收缩标签。PA收缩膜也可用于肉类制品的收缩包装。PET和PA收缩膜作为高性能包装材料， 其强度高，阻隔性好，价格也较高。

收缩膜包装最早是法国在1936年开始应用的，在20世纪60年代开始得到了广泛的应 用。其生产方法最为普通的是用圆形口模挤出吹胀法或狭长形口模挤出流延法生产，对于 PVC而言，还可以使用压延法和溶剂流延法来生产，薄膜厚度均匀性好，但由于生产设备 投资大，生产成本高，很少采用。收缩薄膜是用聚合物片材或管材于软化点以上的温度下 拉伸使聚合物链发生定向，用冷却方法固定住这种定向而成的。当使用时，只要把这种薄 膜包装物品后再加热到拉伸时的温度，薄膜就会收缩，把拉伸时储存的应力和能量释放出 来。薄膜的收缩性由定向过程中的拉伸程度决定了的，也同聚合物的组成、生产时的工艺条件有关。收缩膜的收缩总量可达15%～80%，而一般用途只需15%～30%，奇异形状的 商品需要50%以上的收缩率，一般需要纵横向平衡收缩率的收缩膜，但对于套管状物品的包装和收缩标签膜而言，则只需要单方向上的收缩性就行。

收缩温度一般在65.5～176.6℃ (150℉～350℉)之间，随膜的种类而异，如：PVC收 缩膜的收缩温度为65.5～148.8℃(150℉～300℉)，而PP的收缩温度为165.5℃ (330℉)。 有些热收缩薄膜有良好的温度允许度，可以多次加热从而获得不同收缩率的包装。原则上 是使用最小的热能和时间以得到充分的收缩 (表3-8-13)。

注：①做好标记的收缩膜浸在100℃ (212℉) 水中5s后测定的收缩率；

②把待测的收缩膜条夹持在BLH型SR4张力仪上，浸在100℃以下的水中读到的最大值为收缩张力；

③较高的温度可以有较快的收缩速度，但应注意不要超过熔点；

④收缩必须是在生产薄膜过程中受到过拉伸的膜，改性是使用的共聚物和/或不同密度的掺混PP，这些薄膜在 接近熔点时都会收缩；

⑤这个重荷可引伸到托盘、箱体、棒、片缠包装。

热收缩材料又称高分子形状记忆材料, 是高分子材料与辐射加工技术结合的一种智能型材料， 即利用高分子聚合物 “ 弹性记忆” 原理，以橡塑材料为基料, 经混炼、 成型、 交联、 加热、 扩张、 冷却定型而制成的功能性高分子材料。普通高分子材料如聚乙烯、 聚氯乙烯等通常是线形结构, 经过电子加速器等放射源的辐射作用变成网状结构后 , 这些材料就会具备独特的 “记忆效应” , 扩张、 冷却定型的材料在受热后可以重新收缩恢复原来的形状 。热收缩材料的记忆性能可用于制作热收缩管材 、 膜材和异型材，主要特性是加热收缩包覆在物体外表面 , 能够起到绝缘、防潮、 密封、 保护和接续等作用, 收缩材料的径向收缩率可达 50 %～ 80 %。凭借这些特殊优异的性能，热收缩材料广泛应用于化工、 石油管道的密封防腐，家电、 控制电缆、 国防通讯、 电力电缆的接头绝缘保护以及电气部件屏蔽连接、 绝缘密封等领域。

对于热收缩薄膜而言，收缩率、收缩张力和收缩温度是三个重要的特性指标，这些都同塑料的材质、生产的工艺有关。对于典型的非结晶型聚合物，如：PS而言，逐渐升温到 t_g以下温度前，不发生双轴拉伸热收缩PS膜的收缩，仅发生热膨胀，温度高于t_g时，收缩 率随温度的升高而提高直到粘性流开始。收缩率同薄膜拉伸时条件有关，如果拉伸是在低 温、高拉伸速率和骤冷的条件下进行，则加热时，几乎可100%地恢复拉伸前的尺寸。如果 其它条件不变，拉伸在较高温度下进行，则由于松弛作用，收缩膜加热时不能完全恢复。对于结晶型聚合物，如PET拉伸定向的薄膜而言，经过热定型后，再加热不会发生收缩，要 使其收缩必须加热到热定型温度以上才会发生收缩，为了降低结晶型聚合物的收缩温度，薄膜在t_g(玻璃化温度)以上的温度下双向拉伸(见表3-8-1)，不经过热定型就作为热收缩膜出售使用。

收缩薄膜在一定温度范围内其收缩率随温度的提高而提高，收缩温度的高、低和范围的宽、窄是热收缩包装加工工艺性的一 个重要因素。不同材料的收缩薄膜其收 缩温度范围不同，收缩温度也有高、低之 差，如图12-70所示。食品进行收缩包 装时，尤其是包装热敏性食品，如生鲜果 蔬和肉类等，要求收缩温度越低越好，以 免加热收缩时较高温度对食品带来不利影响。

收缩膜包装的优点是：

①收缩膜可以适用于不规则形状和各种商品的包装，而有良好的包装外观；

②收缩膜包装透明，光泽性好，提高了商品的外观装饰性; 防潮性好；

③有良好的保护商品的功能，防尘性好，防窃性好；

④经济性好，成本低，可以多件物品包扎在一起。

主要用于纸制品、建筑材料、反射材料、冷冻食品、箱子、金属和复合物箱、桶、棒、 袋装物品等。

国外高分子材料辐射加工行业发展于 20 世纪 50年代, 并由美国瑞侃公司在 1959 年申请了第一个聚乙烯热收缩管专利。经过五十余年的发展, 瑞侃公司已经发展成为拥有 8 000 名员工、 3 000 余种热收缩产品规格、 年产值近 30 亿美元的大型跨国公司 。全球范围内, 美国瑞侃公司和日本住友公司分别在电力和电子类热收缩材料市场中居于领先地位 。整体来看,世界热收缩材料市场目前处于成长阶段 , 市场需求年均增速达到 20 %左右 。

国内对热收缩材料的基础研究基本与国际同步,但产业化生产则相对滞后 。20 世纪 50 年代末在中科院长春应化所即建立了我国第一个高分子辐射化学研究室 , 进行基础研究。 20 世纪 60 年代开始了热收缩材料和电线辐射交联研究，并成功地应用于 “东方红” 人造卫星。为发展辐射加工工业, 筹建了我国第一个辐射中试基地 (今天的吉林辐射化学工业公司前身), 奠定了热收缩材料在我国研制生产的基础。 20世纪 80 年代初我国开始热收缩材料产业化生产的有三个地区 :吉林省的应用化学所、 辐射化学所和吉林省机电设计研究院;四川省的成都双流电缆厂和核工业九院、 四川大学 (原成都科技大学)及成都邮电研究所 ;湖北省的武汉电缆附件厂及湖北省化学所 。但最终成功实现产业化生产的是应用化学所和成都双流电缆厂, 并在其周边形成产业集群 , 带动了全国热收缩材料的产业发展 。20 世纪 80 年代中 , 长春应化所建厂生产 , 1994 年建立了长春热收缩材料股份有限公司 (CIAC), 为产业化、规模化打下了基础，1997年成功上市，简称中科英华, 成为中国科学院和国内热收缩材料行业首家上市公司。

随着热收缩材料市场的急剧扩大 , 在其周围形成了电力附件生产厂家集群, 随后其部分人员和技术南下到了广东、 浙江等。由于观念 、 机制、 周边的市场需求和投资力度的原因, 目前电器热收缩小管企业 50 %以上集中在广东，其中长园 、 沃尔 、 凯恒和宏商等均属楚翘。成都电缆厂在通信电缆热收缩套管上的成功 , 引导在四川形成了通讯电缆附件生产厂家的集群 , 主要集中在成都,以通信接续、 管道防腐和电缆附件为主 , 亿元以上规模企业有:西普 、 天邑、 双流三家 , 千万级企业 10余家 , 如久远、 长江 、 华益等 。专业辐照加工单位有核动力研究院、 四川大学 ;另在绵阳、 广元 、 乐山等地合计近 10 家热收缩制品企业。总之 , 国内热收缩企业当前处于快速发展阶段。 2100433B

POF是一种热收缩膜，表面光泽度高、韧性好、抗撕裂强度大、热收缩均匀及适合全自动高速包装。

外文名

POF

类别

热收缩膜

一种热收缩膜，表面光泽度高、韧性好、抗撕裂强度大、热收缩均匀及适合全自动高速包装。2100433B

热收缩带九十年代中后期开始应用于石油天然气行业长途运输石油、天然气钢管焊口防腐 本世纪初又大量应用于长输石油、天然气钢管焊口防腐，城市燃气管网接缝防腐，供热钢管接缝防腐，自来水管接缝防腐等领域。本段从钢管防腐意义．输油、气钢管的腐蚀现状 输油、输气钢管防腐用热缩套简介，输油、输气钢管防腐用热收缩带要求、防腐用热收缩带在石油天然气行业的应用前景五个方面讲述了热收缩带在钢管防腐中的应用。

热收缩带防腐蚀

钢管腐蚀问题普遍存在于国民经济和国防建设的各个部门，既给国民经济带来了巨大的损失．也给生产和生活造成极大的困难。钢管在自然条件下(大气，天然水体、土壤)或人为条件(酸、碱、盐及其它介质)下，每时每刻都在发生腐蚀．一种自发进行的无谓的消耗。其根本原因钢质管道是因为处于热力学不稳定状态，在上述条件下它们就要恢复原来的相对稳定的状态．生成铁氧化物 碳酸盐等．或转变为可溶性离子。这一过程就是金属的腐蚀过程。根据统计，我国钢铁年产量1．6亿吨．每年因腐蚀而损耗6千多万吨．差不多等于上海宝钢钢铁总厂的年产量。腐蚀不仅是钢铁资源的浪费，还会因腐蚀使管道、设备使用寿命缩短 更换新管道 设备的造价费用远远超过金属材料本身的价格，生产成本因此而增大，降低了经济效益 腐蚀造成的直接和间接经济损失是巨大的。腐蚀产物形成垢层，影响传热和介质流速 传热效率降低，能耗由此大大增加，我国每年因腐蚀造成的经济损失高达2800亿元，比每年风灾，水灾、地震 火灾等自然灾害的总和还要多。

腐蚀造成各种事故和重大灾害。由于钢质管道、设备的腐蚀，引起生产企业停工停产 产品质量下降。影响生活供、供气、供采暖蒸汽或热水，给人民生活带来很多困难。埋地输油 气、水等管道、管网的泄漏，企业炼油，化工、化纤、化肥、制药等管道、设备的跑、冒、滴漏．除损失大量有用的物质外 又造成严重的环境污染，甚至引起火灾、爆炸、塌毁等灾难性事故。鉴于金属腐蚀的普遍存在．为了防止或减缓金属腐蚀的发生．各种金属防腐技术和工艺应运而生。金属防腐新工艺、新材料、新设备的推广应用．延长管道设备使用寿命，节省资金、保证安全生产。我国石油 化工、公共事业等行业．管道因腐蚀穿孔达2万次/年．其主要发生在钢管的接口处和管道自身的磕碰伤。

热收缩带腐蚀现状

根据调查统计，在我国管道事故中，腐蚀造成的破坏约占3O%。我国东部几个油田各类管道因腐蚀穿孔达2万次 /年， 更换管道数量400公里/年。四川天然气管道，1971年5月～1986年5月的15年问 因腐蚀导致的爆炸和燃烧事故达83起，经济损失达6亿多元。1993年仅中原油田生产系统因腐蚀生成的经济损失达16亿元。我国石化工业1989年因腐蚀造成的经济损失约20亿元。

1、 输油、气钢管腐蚀原理及影响因素

长输油、输气钢管少则数百公里，长则几千公里．穿越不同类型的土壤 河流、湖泊，由于土壤的多相性．冬季、夏季的冻结、融化．地下水位变化、植物根茎对涂层的穿透 微生物 杂散电流等复杂的埋地条件给管道造成复杂的腐蚀环有机硫化物、盐、地层水、矿物质 氧。我国油气田生产及城市燃气管网中遇到的腐蚀，绝大多数是电化学腐蚀。土壤腐蚀原理属于电化学腐蚀。土壤腐蚀的主要影响因素有土壤电阻率、土壤的氧化电位、含盐量、水与空气的含量、土壤温度、酸度 微生物、杂散电流

2、 输油，气钢管防腐技术

埋地输油、输气钢管防腐形式通常有管道内防腐、管道外防腐、管道阴极保护、地上管道防腐。对埋地管道外防腐蚀涂层的要求：具有良好的抗土壤、水、霉菌的腐蚀和施工性能．有良好的电绝缘性．与阴极保护联合使用时防腐涂层应具有一定的耐阴极剥离强度的能力．有足够的机械强度．以确保涂层在搬运和土壤压力作用下无损伤。埋地钢管外防腐涂装技术有石油沥青防腐层，环氧煤沥青防腐涂层、煤焦油瓷漆防腐涂层、聚乙烯粘胶带、熔结环氧粉末防腐涂层、二层PE防腐涂层，三层PE防腐涂层、聚氨酯硬质泡沫塑料防腐保温复合结构．后三种方法是通常使用的方法。

热收缩带防腐操作

钢管防腐热收缩带是一种新型的性能良好操作简便的钢管焊缝防腐材料．是由基材和热熔胶层双层材料组成。基材是聚乙烯原料经挤出、辐射交联、拉伸而形成的塑料套管 (片材)。热熔胶是一种特种胶粘剂．在常温下呈固态．加热呈熔融态可以流动、能够涂布在基材上．对金属和塑料均有良好粘接力。钢管外部防腐层通常为三层结构 (也称三层PE防腐)．与钢管接触的为防腐涂料底漆)．中间为热熔胶．最外层为交联聚乙烯。少数情况下也采取钢管外部防腐层为二层 (二层PE防腐)，与钢管接触的为密封热熔胶，外层为交联聚乙烯。夹克防腐，是由泡沫夹克套(内层) 热熔胶 (中层)和基材 (外层)组成。技术要求见石油天然气行业标准SY/T0413—2002《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T4054—2003辐射交联聚乙烯热收缩带 (套)》，SY/T0415—1996《埋地钢质管道硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层技术标准》。

热收缩带注意事项

热收缩带剥离后的阴极保护屏蔽问题

阴极保护电流只有到达金属表面才能够对抑制腐蚀起作用。对于收缩带补U的方式，由于收缩带与管体防腐层粘结能力差，受日照或L壤应力作用，容易起皱、开裂。焊缝处

很难做到无气泡，无空鼓，如果水分进入收缩带F面，水分会沿焊缝进入内部。由于收缩带的绝缘作用，阴极保护电流无法到达腐蚀表面，不能阻止腐蚀。收缩套补口的优缺点：

收缩带具有很高的机械强度，可以提高管道下沟时的抗机械破坏能力。这也是当初使用收缩带的基本出发点。

管道表面加热难以均匀，管径大时尤为突出，造成收缩带收缩不均匀，管道埋地后，收缩带还在不断地蠕变、失去与管道之间的粘结力；

从外观一上不容易判断施工质量，对操作人员素质要求高，难以保证质量；

一旦水分进入收缩带下方，由于收缩带的电流屏蔽作用，阴极保护无法起作用，腐蚀无法防止。

对于管径超过900毫米的管道，国外基本上不用收缩带补口，而是采用防腐底漆加冷缠带的方式。

热收缩带防腐要求

1、钢管补口施工总要求

补口前必须对补口部位进行清理．将环向焊缝及其附近的毛刺、焊渣、污物、油及其杂物清理干净。对补口部位表面进行除锈处理，表面除锈处理质量应达到涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/8923规定的Sa2．5～Sa3．0级。可选用喷沙或电动工具除锈。补口搭接部位的聚乙烯层应打磨至表面粗糙。其端部进行坡口处理．坡角其端部进行坡口处理．坡角不大于30度 ．然后用火焰加热器对补口部位进行预热。防腐热收缩带与聚乙烯防腐层搭接宽度应不小于1OOmm。如果湿度大于85%或下雨、雪天 应停止施工。

2、 施工后的质量检验

2．1 防腐热收缩带或缠绕带的质量检验补口外观应逐个检查，防腐热收缩带或缠绕带表面应光滑平整 无皱折 无气泡．两端坡角处与热缩套 贴合紧密．无空隙．表面没有碳化现象。热收缩带周向应有热熔胶粘剂均匀溢出。补口处应用火花检漏仪逐个进行针孔检查．检漏电压15Kv。如出现针孔．应重新补口。防腐热收缩带的粘接力应符合要求．在管体温度25左右5度时的剥离强度应不小于50N/cm

2．2 防腐涂料(底漆)的质量检验

防腐涂料 (底漆)的质量主要是漏点检测，在涂层完全固化且冷却至环境温度下．对每个补口进行检测。用火花检测仪器．检测电压：普通级2Kv，加强级2．5Kv，测试头在接触涂层时．以大约0．2m/s的速度移动。

五．热收缩带在输油、输气钢管防腐中的应用前景

随着国民经济的飞速发展，我国对能源的需求越来越大，长途输油，气管线工程和城市燃气管网建设越来越多。十“一五”期间长途输油、气管线工程将超过2万公里．城市燃气管网工程近3万公里．热收缩带的需求量超过3O亿元，国内具有资质的生产企业很少．热收缩带在埋地输油钢管防腐中的应用前景十分广阔。

热收缩带规范列表

一．管道线路及工艺部分的标准规范

1）《输气管道工程设计规范》，GB 50251-2003；

2)《石油天然气工程设计防火规范》，GB50183-2004；

3）《原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范 穿越工程》SY/T 0015.1-98；

4）《原油和天然气输送管道穿跨越工程设计规范 跨越工程》SY/T 0015.2-98；

5）《输油（气）钢质管道抗震设计规范》SY/T0450-2004；

6）《管道干线标记设置技术规定》SY/T6064-94；

7）《石油天然气工业输送钢管交货技术条件 第2 部分：B 级钢管》GB/T9711.2-1999；

8）《管线钢管》API Spec 5L （43版）；

9）《油气输送用钢制弯管》SY/T5257—2004；

10）《钢制管道穿越铁路公路推荐办法》SY/T 0325-2001；

11）《顶进施工法用钢筋混凝土排水管》JC/T640-1996；

12）《长距离输油输气管道测量规范》SY/T 0055-2003；

13）《输油气管道岩土工程勘察规范》，SY/T0053-2004。

14）《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》，GB/T 23257-2009

二．管道防腐部分行业标准规范

1）《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-2003；

2）《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术标准》SY/T0315-97；

3）《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413-2007；

4）《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY0007-1999；

5）《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》SY/T0036-2000；

6）《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》SY/T0019-97；

7）《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》SY/T0023-97；

8）《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-96。

双壁热收缩管：外层采用优质、柔软的交联聚烯烃材料，内层热熔胶复合加工而成。外层材料具有绝缘防腐、耐磨等优点，内层具有低熔点、防水、密封和高粘接性等优点。双壁热收缩管广泛应用于电子设备的接线防水、防漏气；电线分支处的防腐保护，电线电缆的修补，水泵和潜水泵的接线防水等场合。