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  熱縮材料具有加熱收縮的形狀記憶性能，已廣泛應用于電力、通訊、石化、交通、包裝及航空航天等領域。熱縮聚酰亞胺將聚酰亞胺(PI)耐高溫、耐輻照、高強度等優異性能和熱縮效應相結合，哈工大肖鑫禮課題組在該方向研究取得一定進展。

1.  高溫聚酰亞胺熱縮膜

  熱縮材料恢復到初始狀態的溫度稱為收縮溫度(shrinkage temperature, Ts)，Ts對其應用范圍有決定性影響。耐高溫熱縮聚酰亞胺使熱縮膜耐受溫度突破300oC (圖1.a, Macromolecules, 2015, 48, 3582-3589.)；通過調控分子結構，實現了熱縮膜Tg從170—350oC的可控 (圖1.b, J. Appl. Polym. Sci. , 2017, 134, 44902. 封面文章)。

  透明聚酰亞胺在微電子、光電子等領域有重要應用價值，但常見高成本限制其量產應用，我國商用透明聚酰亞胺依賴進口。肖鑫禮等研制的透明聚酰亞胺熱縮膜是目前原料成本最低的透明聚酰亞胺(圖1.c, Soft Matter, 2016, 12, 2894-2900，封面文章)。Atlas of Science以“Optically Transparent Shape Memory Polyimide-a Candidate for Flexible Electronics”為題報道，還有ADS/NASA、Sparrho、Pubfacts、Docphin、Readbyqxmd、Gentaur、PUBPDF等國外報道；入選《RSC China Newsletter》2016年“Science & Technology News in China”，《石油化工》、《橡膠技術與裝備》等期刊，以及中國聚合物網、中國流變網等十多家國內報道(圖1.d)。 

圖1. 高溫聚酰亞胺熱縮膜

  耐高低溫和輻照聚酰亞胺熱縮膜在經歷模擬低地球軌道±150 oC熱循環200小時和2年當量γ-射線輻照后，其性能幾乎沒有變化(Sci. Rep., 2015, 5:14137)，是航空航天和核工業用熱縮材料的首選。Top News Headlines、Oil & Gas、ADS/NASA、Sparrho、PUBPDF、Semantic Scholar、Pubfacts、Pubmed Central Canda、Docphin、Gentaur等十多家國外報道(圖1.e)。 

  長壽命聚酰亞胺熱縮膜在超過1000多次循環后依然保持接近100%的優異形狀記憶效應，適應于循環驅動器等裝置；能克服重力使形狀回復，適合于失重狀態的航天器等(Sci. Rep., 2016, 6:33610.)。Atlas of Science以“Long Cycle-Life Shape Memory Polyimide with Energy-Storage Capacity at High Temperature”為題報道，還有ADS/NASA、Pubfacts、Semantic Scholar、Docphin、Pubmed Central Canada、Gentaur、Europe PMC等國外報道；《化學通訊》、《軍民兩用技術與產品》、《潤滑與密封》、《絕緣材料》等期刊，以及科學網、中國聚合物網、中國數字科技館、中國塑料協會、中國塑協專家委員會等三十多家國內報道 (圖1.f)。

2. 新一代剛性可循環聚酰亞胺熱縮管

  我國年消耗熱縮管超過100億米，但傳統熱縮管Ts有限，耐受低溫為-85 oC。聚酰亞胺熱縮管Ts 在180—330℃可調，耐-196 oC低溫(Sci. Rep., 2017, 7:44936.)。該材料填補了高溫深冷環境熱縮管的空白(圖2.a)，《中國教育報》對此報道(圖2.b)。

圖2. 新一代剛性可循環聚酰亞胺熱縮管

  聚酰亞胺熱縮管的收縮源于可逆玻璃化轉變，因此可循環使用(圖2.c)。其縮頸接管效應能連接并固定為其自身重量上千倍的重物，能節省支撐裝置，特別適用于復雜或精密儀器裝備(圖2.d)。Atlas of Science以 “New Generation of Recyclable and Rigid Heat Shrinkable Tubes”為題報道，還有ADS/NASA、Sparrho、Prime Pubmed、Pubfacts、Semantic Scholar、Docphin、Gentaur、Pubmed Central Canada、Europe PMC等國外報道；《化學通訊》、《絕緣材料》、《科學與信息化》等期刊，以及國家科技成果平臺、中國網、光明網、科學網、人民政協網、中國教育裝備網、中國科教傳播網、中國工會網、中國聚合物網、新民網等九十多家國內報道(圖2.e)。

3. 耐極端環境的長效高性能涂層

  經過特殊處理后，熱縮聚酰亞胺復合材料可作為耐極端環境的長效高性能防護涂層。在不銹鋼表面經100cm重錘正、反沖擊后，涂膜完好(圖3.a)；劃格法測試附著力為最優0級(圖3.b)。涂層耐磨損，室外露天37個月經砂石雨蝕，或在PH=1的酸液中浸泡6個月后，涂膜完好。

圖3.耐極端環境的長效高性能涂層

  破壞性彎折后涂層依然牢粘基板(圖3.c)，而相同條件下傳統涂層已破碎脫落(圖3.d)。海水中浸泡10個月后涂層完好，有望用于大型艦船堆艙、隔艙、天花板的長效涂層等。