熱縮材料又稱高分子形狀記憶材料,是高分子材料與輻射加工技術交叉結合的一種智能型材料。普通高分子材料如聚乙烯、聚氯乙烯等通常是線形結構,經過電子加速器等放射源的輻射作用變成網狀結構后,這些材料就會具備獨特的“記憶效應”,擴張、冷卻定型的材料在受熱后可以
熱縮材料又稱高分子形狀記憶材料,是高分子材料與輻射加工技術交叉結合的一種智能型材料。普通高分子材料如聚乙烯、聚氯乙烯等通常是線形結構,經過電子加速器等放射源的輻射作用變成網狀結構后,這些材料就會具備獨特的“記憶效應”,擴張、冷卻定型的材料在受熱后可以重新收縮恢復原來的形狀。
交聯后的高分子材料在經受高于其結晶的熔化溫度時,不再能夠熔融流淌,而是變成類似于橡膠的彈性體。利用交聯高分子材料的這種特性,可以通過高壓、真空、機械等方法將處于高溫狀態的交聯高分子材料進行吹脹、拉長、壓縮等,從而改變其幾何形狀(通常是擴大其尺寸),并通過迅速冷卻至熔點以下溫度的方式將改變后的形狀加以固定。
這種改變了形狀的交聯高分子材料,當再次經歷熔點以上高溫時,又會變回具有彈性的橡膠態,因此迅速回縮到最初成型時的幾何形狀,從而實現形狀記憶效應。
根據中研普華產業研究院發布的《2020-2025年中國熱縮材料行業市場現狀調查研究與發展戰略咨詢預測報告》顯示:
熱縮材料的記憶性能可用于制作熱收縮管材、膜材和異形材,主要特性是加熱收縮包覆在物體外表面,能夠起到絕緣、防潮、密封、保護和接續等作用,收縮材料的徑向收縮率可達50%-80%。
憑借獨特的“形狀記憶效應”,熱縮材料可用于制作熱收縮管材、膜材和異形材,通過加熱收縮包覆在物體外表面,能起到耐壓絕緣、防水、防潮、環境密封、機械固定、應力消除和系統接續等作用,因而在電力、通訊、電子、汽車、船舶、航空、航天及核能等多個領域得到廣泛應用。
數據顯示,2013-2018年,國內熱縮材料市場規模持續增長,預計2022年我國熱縮材料行業市場規模達到194.6億元。國內外電力傳輸、汽車、消費電子、家用電器、通信等產業規模都不斷擴大,帶動熱縮材料市場需求持續增長。
20世紀80年代初我國開始熱收縮材料產業化生產的有三個地區:吉林省的應用化學所、輻射化學所和吉林省機電設計研究院;四川省的成都雙流電纜廠和核工業九院、四川大學(原成都科技大學)及成都郵電研究所;湖北省的武漢電纜附件廠及湖北省化學所。但最終成功實現產業化生產的是應用化學所和成都雙流電纜廠,并在其周邊形成產業集群,帶動了全國熱收縮材料的產業發展。
隨著熱收縮材料市場的急劇擴大,在其周圍形成了電力附件生產廠家集群,隨后其部分人員和技術南下到了廣東、浙江等,由于觀念、機制、周邊的市場需求和投資力度的原因,目前消費電子、家用電器和汽車用熱收縮管企業50%以上集中在廣東,其中長園、沃爾、凱恒和宏商等均屬楚翹。
在汽車中,熱縮材料主要用于電線束、輸油管道、剎車系統管道的保護。電動化、智能化、互聯化等新技術的快速發展有助于國內高端熱縮材料發展,國產替代需求不斷增長。近年來我國汽車用熱縮材料市場規模整體上呈現出先上升后下降的趨勢,2021年中國汽車用熱縮材料市場規模約為39.12億元。
我國熱縮材料制品如熱縮套管形成產業化發展近30年,至今已基本形成了規模化生產。截至2018年底,我國具有一定規模的熱縮材料及制品生產企業200多家,熱縮材料產品品種將近100種,產品銷往60多個國家和地區。
由于熱縮行業細分市場容量相對狹小,設備專用性強,國內熱縮材料行業競爭激烈。優勢企業市場份額逐步擴大,研發能力弱的企業相繼被淘汰,國內熱縮材料行業寡頭壟斷的競爭格局逐步明朗。
隨著國內產業結構升級和國際范圍的產業轉移,中國企業將在海外獲得前所未有的發展機遇,預計新一代高鐵、下一代輕量化地鐵、新能源汽車與核能等清潔能源電力建設等將成為我國高端熱縮材料未來增長速度較快的領域,從而有望拉動我國熱縮材料行業進入新一輪高成長期。
從整體來看,世界高端的熱縮材料市場目前仍處于快速發展階段,我國也不例外,高端熱縮材料產品系列在不斷擴展,材料體系在更新換代,關鍵性能提升,未來需求潛力巨大。
我國隨著“一帶一路”倡議進入全面展開的新階段,國內產業結構升級和國際范圍的產業轉移,中國企業將在海外獲得前所未有的發展機遇,預計新一代高鐵、下一代輕量化地鐵、新能源汽車與核能等清潔能源電力建設等將成為我國高端熱縮材料未來增長速度較快的領域,從而有望拉動我國熱縮材料行業進入新一輪高成長期。
“十四五”規劃和 2035 年遠景目標綱要指出“要安全穩妥推動沿海核電建設,建設一批多能互補的清潔能源基地;建成華龍一號、國和一號、高溫氣冷堆示范工程,積極有序推進沿海三代核電建設,明確到 2025 年,核電運行裝機容量達到 7000 萬千瓦”。
由于用于核電建設的熱縮材料技術壁壘極高,目前世界上能生產核電用熱縮材料的企業極少,美國 Raychem 占據主要市場份額,國內企業沃爾核材、諾德投資、宏商科技均在此領域研發布局,核電用熱縮材料國產化空間巨大。
更多行業詳情請點擊中研普華產業研究院發布的《2020-2025年中國熱縮材料行業市場現狀調查研究與發展戰略咨詢預測報告》。
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