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  熱縮管具有加熱至一定溫度時(shí)可收縮的形狀記憶功能，在各種管線纜的續(xù)接中能起到密封、絕緣、防腐、防潮及標(biāo)識(shí)等作用，目前已廣泛應(yīng)用于電子、電力、建筑、交通、石油、化工、通訊、船舶、航天和國(guó)防等領(lǐng)域。1959年美國(guó)A. Charlesby及其學(xué)生Pinner為Raychem公司申請(qǐng)了聚乙烯熱縮管的第一個(gè)專利，開(kāi)辟了熱縮材料的新紀(jì)元。隨后Raychem公司實(shí)現(xiàn)了聚乙烯熱縮管的產(chǎn)業(yè)化，并使其產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)研制的第一代熱縮管主要用于我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”，但我國(guó)熱縮產(chǎn)品形成產(chǎn)業(yè)化的時(shí)間相對(duì)較晚。目前全球熱縮管市場(chǎng)仍處于成長(zhǎng)階段，產(chǎn)品需求潛力巨大。

  傳統(tǒng)熱縮管為一次性使用產(chǎn)品，其熱收縮源于不可逆的結(jié)晶熔融。我國(guó)青年科研人員、哈爾濱工業(yè)大學(xué)肖鑫禮和孔德艷在世界上首次制備出可循環(huán)使用的熱縮管，其熱收縮源于聚酰亞胺的可逆玻璃化轉(zhuǎn)變。這類聚酰亞胺熱縮管能夠很好的固定擴(kuò)張尺寸并縮回起始尺寸，其熱縮過(guò)程如圖1所示。 

圖 1. 聚酰亞胺熱縮管的實(shí)際收縮過(guò)程 (a)及其示意圖 (b)。(a1) 初始態(tài), (a2) 部分?jǐn)U張態(tài), (a3) 完全擴(kuò)張定型,  (a4)熱收縮回起始態(tài).

  傳統(tǒng)熱縮管的完全恢復(fù)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(diào)節(jié)；傳統(tǒng)熱縮管的運(yùn)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(huán)境，將大范圍拓展熱縮管的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域。

  傳統(tǒng)高溫?zé)峥s管為柔性或半剛性管，不能負(fù)載或固定重物。聚酰亞胺熱縮管為剛性管，兼?zhèn)淇s頸接管效應(yīng)，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(yīng)可節(jié)省額外的支撐裝置，特別適用于復(fù)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(yīng) (a)及機(jī)理示意圖 (b)。(a1) 擴(kuò)張定型態(tài), (a2) 縮頸接管效應(yīng)垂直向上固定銅棒, (a3) 垂直向下固定銅棒, (a4) 傾斜固定銅棒.

  這類可循環(huán)耐極端環(huán)境的剛性新一代聚酰亞胺熱縮管因其質(zhì)量輕、固定好、可載重等優(yōu)點(diǎn)，將為一些工程問(wèn)題提供技術(shù)解決方案，進(jìn)一步拓展熱縮管、聚酰亞胺和縮頸接管的應(yīng)用范圍。在一定程度上，聚酰亞胺熱縮管有望產(chǎn)生一個(gè)新行業(yè)及市場(chǎng)。

  相關(guān)工作以Rigid High Temperature Heat-Shrinkable Polyimide Tubes with Functionality as Reducer Couplings 為題發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》(Sci. Rep. 7, 44936, 2017). 

  論文鏈接：http://www.nature.com/articles/srep44936

  下載：Rigid High Temperature Heat-Shrinkable Polyimide Tubes with Functionality as Reducer Couplings