【科普】新常态下热缩材料的技术创新

热缩材料是高分子材料经过交联反应，具有形状记忆功能的材料。那么，首先要了解一下什么是高分子呢？...

热缩材料是高分子材料经过交联反应，具有形状记忆功能的材料。那么，首先要了解一下什么是高分子呢？一般有机化合物的相对分子质量不超过1000，而高分子化合物的相对分子质量可高达一百万。由于高分子化合物的相对分子质量很大，所以在物理、化学和力学性能上与低分子化合物有很大差异。高分子化合物的相对分子质量虽然很大，但组成并不复杂，它们的分子往往都是由特定的结构单元通过共价键多次重复连接而成。同一种高分子化合物的分子链所含的链节数并不相同，所以高分子化合物实质上是由许多链节结构相同的分子长链，就像佛珠一样的结构，通常情况下，它们都是很多卷曲的链珠缠绕在一起。辐照交联技术

是指通过物理方法（具有高能电子束的加速器或钴源）来实现高分子的交联反应，使线性聚合物变成具有三度空间网络结构的聚合物的技术。

形象的说，就仿佛把单串的佛珠变成网状结构，而且是三维的网状结构（从a到c）。结合辐照交联技术与阻燃技术，所制得的线缆材料具有优良的阻燃性、高耐热性、优秀的物理机械性。通过辐照交联反应可提高聚合物的成炭性，进而提高其阻燃性。

热缩材料可以制成各种管材、异形件，通过辐照交联使之具有形状记忆功能，当将其加热到结晶温度之上，同时扩张到特定的形状，并快速冷却，就制成了相应的热缩产品。

军事工业、电子工业、汽车工业、电力系统、通讯、石油化工工业等领域。二十世纪50年代

美国科学家 Charlesby发现交联的结晶聚合物具有“形状记忆效应”，从而奠定了开发热收缩高分子材料的基础。

1959年

Charlesby与Pinner为瑞侃（Raychem）公司申请了第一篇聚乙烯热收缩管的专利权，从而打开了这一新型功能材料的新纪元，

可以说美国Raychem公司是以制造生产热缩材料起家的辐射加工工厂及联合公司。由于热缩材料应用广泛，在一些发达国家早已引起重视，许多西方国家以及亚洲的日本、韩国等也先后开始了生产。如日本住友电工，针对汽车工业和家电工业优先发展了细管热缩材料生产，产值已达数亿美元。

50年代末

在中科院长春应化所建立了我国第一个高分子辐射化学研究室，进行基础研究。

60年代

开始了热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。

80年代

国内热缩行业异军突起，先后成立了长春热缩、长园新材、宏商和沃尔核材等高科技企业，并形成了三家上市公司的行业格局。

新千年后

热缩材料的市场，仍处于青春发育时期，由于热缩材料是高技术产品，利润高、效益好，因而国际上的竞争也日趋激烈。

2010年之后

随着传统工业逐步进入到成熟稳定期，热缩材料市场也步入到了一个发展的平台期，其表现是需求上量的增长变得越来越困难，但是客户对质量和价格的要求越来越苛刻。

传统的电子和通讯行业，特别是在进入到智能家电时代以后，产品的微型化、集成化和无线化对高度集成的功能器件以及连接器的需求越来越多，而对于线缆和绝缘密封的热缩材料需求正在逐步下降。

电力和能源行业也随着节能减排的推广和新基础设施建设投资的降低，同样遇到了新的瓶颈。在汽车、轮船和航空航天等领域，也都面临市场需求趋于饱和的困境。

在当今世界和中国经济形势都趋于下行的大环境下，热缩材料行业面临着与其他传统行业相类似的外部压力，其本质都是市场需求不足、行业产能过剩和技术创新不足。

质量提升

如何保证产品的性能及其一致性是目前热缩行业面临的普遍问题。众所周知，热缩的产品种类繁多、规格型号更是千变万化，对于这类产品开展有效的质量管控，其本身就是一个巨大的挑战。这不仅仅涉及到管理上的品质管控和成本控制，也同时是技术成熟度的反复验证过程。如何通过有效的技术管理提升，降低产品开发的成本和周期，提高产品的技术成熟度是我们技术工作者的永恒目标。通过引入有效的管理机制、不断地提升研发工程师的工作技能，增强创新活力是我们的必经之路。

成本控制

如何在保证产品质量的同时，有效地降低制造成本，而不仅仅是原材料的成本。这就需要从原材料、制造工艺流程及自动化设备开发的系统集成上进行统筹规划，有效实施成本控制和效益的提升。上海长园电子有限公司通过引入MEMS制造管理系统，就是一个有效的系统解决方案，为将来工业4.0的有效实施打下了坚实的基础。

新的性能

根据客户的需求变化，提升产品性能，甚至是重新设计产品，这就需要研发工程师走到客户的应用现场，同客户一同研究产业链应用，从产业链、供应链的高度上，对现有产品进行升级改造，如果产品改造的成本高于新产品开发，那么就要重新设计产品，甚至是超越热缩材料本身的局限，勇于拓展新的材料领域和行业应用。

延伸与整合

通过我们的技术系统整合能力，在产业链中，从上至下，向下游延伸，将分散的、手工的、低效的下游产业链上的部分环节整合到一个新的制造平台上，利用产品的重新定义和流程再造来开拓新的制造模式。

总之，在经济新常态下，国家大力倡导的供给侧改革，其本身就是从外部需求拉动的增长模式转向内生的创新来驱动的发展模式，创新本身不是目的，而是为了创造和培养新的需求，进一步拓展新的市场才是真正的目标。热缩行业在经历了半个世纪发展之后，也到了一个新的转型时期，恰恰刚好遇到中国经济发展的转型期，这个两期重叠的时刻，一定会遇到很多我们想象不到的困难，但是只要抓住这个历史的机遇，同时也会孕育出新的、勃勃生机的市场和企业，也会为热缩行业带来另一个辉煌的新时代。



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