{首页主词},&

我國科研人員在世界上首次研制出可循環耐極端環境的剛性新一代熱縮管

2017-03-29 12:27:15 作者：本網整理來源：科學網分享至：

熱縮管具有加熱至一定溫度時可收縮的形狀記憶功能，在各種管線纜的續接中能起到密封、絕緣、防腐、防潮及標識等作用，目前已廣泛應用于電子、電力、建筑、交通、石油、化工、通訊、船舶、航天和國防等領域。1959年美國A. Charlesby及其學生Pinner為Raychem公司申請了聚乙烯熱縮管的第一個專利，開辟了熱縮材料的新紀元。隨后Raychem公司實現了聚乙烯熱縮管的產業化，并使其產品在全球范圍內得到廣泛應用。我國研制的第一代熱縮管主要用于我國第一顆人造衛星“東方紅一號”，但我國熱縮產品形成產業化的時間相對較晚。目前全球熱縮管市場仍處于成長階段，產品需求潛力巨大。

傳統熱縮管為一次性使用產品，其熱收縮源于不可逆的結晶熔融。我國青年科研人員、哈爾濱工業大學肖鑫禮和孔德艷在世界上首次制備出可循環使用的熱縮管，其熱收縮源于聚酰亞胺的可逆玻璃化轉變。這類聚酰亞胺熱縮管能夠很好的固定擴張尺寸并縮回起始尺寸，其熱縮過程如圖1所示。

▲ 圖 1. 聚酰亞胺熱縮管的實際收縮過程（a）及其示意圖（b）。（a1）初始態，（a2）部分擴張態，（a3）完全擴張定型，（a4）熱收縮回起始態。

傳統熱縮管的完全恢復溫度（Ts）范圍有限，而聚酰亞胺熱縮管的Ts在180℃至330℃之間可調節；傳統熱縮管的運行低溫在-40℃至-85 °C 之間，而聚酰亞胺熱縮管能耐受-196 °C 的低溫。因此聚酰亞胺熱縮管可適用于極端高低溫等環境，將大范圍拓展熱縮管的應用范圍和領域。

傳統高溫熱縮管為柔性或半剛性管，不能負載或固定重物。聚酰亞胺熱縮管為剛性管，兼備縮頸接管效應，可連接并固定為其自身重量上千倍的重物。因此，聚酰亞胺熱縮管的縮頸接管效應可節省額外的支撐裝置，特別適用于復雜或精密的儀器裝備，如圖2所示。

▲ 圖2. 聚酰亞胺熱縮管的縮頸接管效應（a）及機理示意圖（b）。（a1）擴張定型態，（a2）縮頸接管效應垂直向上固定銅棒，（a3）垂直向下固定銅棒，（a4）傾斜固定銅棒。