哈工大肖鑫礼课题组在高温热缩聚酰亚胺方面取得进展
热缩材料具有加热收缩的形状记忆性能，已广泛应用于电力、通讯、石化、交通、包装及航空航天等领域。热缩聚酰亚胺将聚酰亚胺(PI)耐高温、耐辐照、高强度等优异性能和热缩效应相结合，哈工大肖鑫礼课题组在该方向研究取得一定进展。
1. 高温聚酰亚胺热缩膜
热缩材料恢复到初始状态的温度称为收缩温度(shrinkage temperature, Ts)，Ts对其应用范围有决定性影响。耐高温热缩聚酰亚胺使热缩膜耐受温度突破300ºC (图1.a, Macromolecules, 2015, 48, 3582-3589.)；通过调控分子结构，实现了热缩膜Tg从170—350ºC的可控 (图1.b, J. Appl. Polym. Sci. , 2017, 134, 44902. 封面文章)。
透明聚酰亚胺在微电子、光电子等领域有重要应用价值，但常见高成本限制其量产应用，我国商用透明聚酰亚胺依赖进口。肖鑫礼等研制的透明聚酰亚胺热缩膜是目前原料成本最低的透明聚酰亚胺(图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”为题报道，还有ADS/NASA、Sparrho、Pubfacts、Docphin、Readbyqxmd、Gentaur、PUBPDF等国外报道；入选《RSC China Newsletter》2016年“Science & Technology News in China”，《石油化工》、《橡胶技术与装备》等期刊，以及中国聚合物网、中国流变网等十多家国内报道(图1.d)。
图1. 高温聚酰亚胺热缩膜
耐高低温和辐照聚酰亚胺热缩膜在经历模拟低地球轨道±150 ºC热循环200小时和2年当量γ-射线辐照后，其性能几乎没有变化(Sci. Rep., 2015, 5:14137)，是航空航天和核工业用热缩材料的首选。Top News Headlines、Oil & Gas、ADS/NASA、Sparrho、PUBPDF、Semantic Scholar、Pubfacts、Pubmed Central Canda、Docphin、Gentaur等十多家国外报道(图1.e)。
长寿命聚酰亚胺热缩膜在超过1000多次循环后依然保持接近100%的优异形状记忆效应，适应于循环驱动器等装置；能克服重力使形状回复，适合于失重状态的航天器等(Sci. Rep., 2016, 6:33610.)。Atlas of Science以“Long Cycle-Life Shape Memory Polyimide with Energy-Storage Capacity at High Temperature”为题报道，还有ADS/NASA、Pubfacts、Semantic Scholar、Docphin、Pubmed Central Canada、Gentaur、Europe PMC等国外报道；《化学通讯》、《军民两用技术与产品》、《润滑与密封》、《绝缘材料》等期刊，以及科学网、中国聚合物网、中国数字科技馆、中国塑料协会、中国塑协专家委员会等三十多家国内报道 (图1.f)。
2. 新一代刚性可循环聚酰亚胺热缩管
我国年消耗热缩管超过100亿米，但传统热缩管Ts有限，耐受低温为-85 ºC。聚酰亚胺热缩管Ts 在180—330℃可调，耐-196 ºC低温(Sci. Rep., 2017, 7:44936.)。该材料填补了高温深冷环境热缩管的空白(图2.a)，《中国教育报》对此报道(图2.b)。
图2. 新一代刚性可循环聚酰亚胺热缩管
聚酰亚胺热缩管的收缩源于可逆玻璃化转变，因此可循环使用(图2.c)。其缩颈接管效应能连接并固定为其自身重量上千倍的重物，能节省支撑装置，特别适用于复杂或精密仪器装备(图2.d)。Atlas of Science以 “New Generation of Recyclable and Rigid Heat Shrinkable Tubes”为题报道，还有ADS/NASA、Sparrho、Prime Pubmed、Pubfacts、Semantic Scholar、Docphin、Gentaur、Pubmed Central Canada、Europe PMC等国外报道；《化学通讯》、《绝缘材料》、《科学与信息化》等期刊，以及国家科技成果平台、中国网、光明网、科学网、人民政协网、中国教育装备网、中国科教传播网、中国工会网、中国聚合物网、新民网等九十多家国内报道(图2.e)。
耐极端环境的长效高性能涂层
经过特殊处理后，热缩聚酰亚胺复合材料可作为耐极端环境的长效高性能防护涂层。在不锈钢表面经100cm重锤正、反冲击后，涂膜完好(图3.a)；划格法测试附着力为最优0级(图3.b)。涂层耐磨损，室外露天37个月经砂石雨蚀，或在PH=1的酸液中浸泡6个月后，涂膜完好。
图3.耐极端环境的长效高性能涂层
破坏性弯折后涂层依然牢粘基板(图3.c)，而相同条件下传统涂层已破碎脱落(图3.d)。海水中浸泡10个月后涂层完好，有望用于大型舰船堆舱、隔舱、天花板的长效涂层等。
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