熱縮材料與輻射加工的聯系

隨著核科學技術的發展，核能的開發利用在生產和生活中得到了廣泛應用。輻射加工作為一種重要的核能利用方式和新興的高技術產業逐漸發展起來。輻射加工所采用的輻射源，主要有高能電子加速器所產生的高能電子和放射性同位素（金屬鈷-60）衰變時釋放出的γ射線。無論是輻射加工生產中使用的高能電子還是和γ射線，由于其能量都不足以導致被照射物質的原子核產生變化，因此輻射加工技術具有良好的可控性和安全性。

熱縮材料制品是利用高分子材料在電離輻射作用下產生的輻射交聯反應制造而得，屬于輻射化工的子類。熱縮材料是當前輻射化工產品中發展和應用最為成熟的產品類型之一。

熱縮材料的形狀記憶效應實現原理

熱縮材料是一種典型的形狀記憶高分子材料，通常以結晶性或半結晶性的通用高分子材料（如PE、EVA、PVC等）為基材，配合以適當含量的抗氧劑、阻燃劑、加工助劑等功能性添加材料，通過輻射加工、化學催化等方式使其分子間產生交聯反應而形成。

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。

熱縮材料的形狀記憶效應使其可以在加熱后由擴張狀態收縮恢復到擴張前的形態，從而表現出熱收縮性。利用熱縮材料的形狀記憶效應和熱收縮性，可以使用熱縮材料制品對物體進行緊密的包裹和保護：將熱縮材料制作成一定形態的制品（如：管材、帶材、片材、異型材等），并擴張到一定尺寸倍數；使用時選擇擴張后的具有合適形狀尺寸的熱縮材料制品套入或包覆在物體外面，然后用熱源將其加熱到熔點以上，該熱縮材料制品會在形狀記憶效應的影響下回縮到擴張前的尺寸；熱縮材料制品在回縮時會產生強大的收縮力，從而緊密地包裹在物體表面上，實現對該物體的保護。

中國熱縮材料行業產業化進程

熱縮材料起源于20世紀50年代，美國科學家Dole和Charlasby先后發現高能輻射可以使聚乙烯（PE）交聯并導致材料性能改善，Charlasby進而發現交聯的結晶聚合物具有“形狀記憶效應”，從而奠定了開發熱縮材料的基礎。1959年，Charlasby與Pinner為美國瑞侃（Raychem）公司申請了第一篇聚乙烯熱收縮管的專利權，開啟了熱縮材料這一新型材料應用的新紀元。

1958年，我國第一個高分子輻射化學研究室在長春應化所成立，率先在全國開展了輻射化學的基礎研究工作。20世紀60年代初，研究隊伍不斷壯大，并在國內率先開展了劑量學、輻射聚合、輻射接枝、輻射交聯等輻射化學領域的研究，取得了一批高水平的科研成果和論文。

20世紀60年代末，由中科院長春應用化學研究所研制生產了少量第一代熱縮套管用于我國第一顆地球人造衛星“東方紅”。兩彈一星試驗成功后，中國科學院和部分高校參與兩彈技術攻關的輻射化學研究人員籌建了我國第一個輻射中試基地，奠定了熱收縮材料在我國研制生產的基礎。

20世紀70年代初，長春應化所積極承擔了國家工程石油管路防腐工作，開展了輻射交聯聚乙烯片、帶、膜的研究，應用于石油輸油管道防腐工程。

1983年，國家科委下達了組織熱縮型交聯電纜附件研制的攻關任務，由中科院長春應化所、武漢高壓研究所和吉林市輻射化學所聯合攻關，開始了我國熱縮材料制品研制和發展的新時代。中科院長春應化所陸續研發生產出系列熱縮電力電纜附件產品，填補了國內空白，而后又組建了專業生產廠———長春熱縮材料有限公司（CIAC），同時又研發生產了電工用熱縮材料套管并形成了一定的產業規模。

1987年以來，國內熱縮制品的生產數量和品種迅速發展。主要原因是熱收縮材料的高附加值對制造廠家的刺激；民用、公用事業建設等需求充分顯示了新材料的潛在市場很大；美國Raychem公司涉入，影響了國內的主要廠商，迫使大廠家連帶一片，小廠群擁而上，形成了我國“熱縮熱”的局面。

隨著“長春熱縮”股票在上海證券交易所上市，長春熱縮材料股份有限公司成為中科院第一家所辦企業上市公司。“輻射交聯熱收縮材料研究生產及推廣應用”1997年獲中國科學院科技進步一等獎。通過股權社會化改革，2002年7月，“長春熱縮”更名為“中科英華”，從此步入產業發展的快車道。

經過30多年的發展，我國熱縮材料行業實現了長足的進步，目前已基本實現了規模化生產，部分產品已達到國際先進水平。

熱縮材料行業已形成規模化生產的供給格局

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。

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。

熱縮材料行業政策匯總

熱縮材料行業市場規模突破140億元

熱縮材料制品是一種智能型高分子材料產品，屬于新材料產業，是國家重點支持的七大戰略性新興產業之一，為國家“十三五”規劃綱要支持性產業。

從整體來看世界熱縮材料市場仍處于成長階段，隨著全球社會和經濟的不斷發展進步，國內外電力傳輸、汽車、消費電子、家用電器、通信等熱縮材料主要應用領域的產業規模都不斷擴大，帶動了熱縮材料市場需求的持續增長。據前瞻測算，2018年，我國熱縮材料行業市場規模達到143.0億元，同比增長10.78%。

總的來說，國內熱縮行業的基本競爭格局是：上世紀90年代中后期，國外產品占據90%以上的市場份額；隨著國內產品與國外產品的差距越來越小，國內廠家的市場份額得到快速提高，目前國外產品（美國瑞侃、日本住友等）占據50%左右的市場份額，且主要集中于中高端產品，國內廠家主要集中于中低端市場的競爭。

低端領域（包括消費電子、家用電器等），熱縮材料行業的競爭更加激烈，經營的壓力也越來越大；行業內的無序競爭、惡性競爭等現象的存在，使產品質量受到很大的影響，并借此壓低銷售價格，擾亂市場秩序。

中端領域，通信用、電力傳輸類、管道防腐類等產品的競爭與企業的營銷網絡、研發實力及商業信譽關聯性較大，市場競爭激烈程度一般。

高端領域（包括汽車用、軌道交通、核電等清潔能源建設），美國Raychem、日本住友占據了大部分的市場份額，市場競爭激烈程度較低，毛利率較高，目前國內企業諾德投資（中科英華長春高技術有限公司）等有布局。

由于熱縮行業細分市場容量相對狹小，設備專用性強，國內熱縮材料行業經過充分的市場競爭，優勢企業的市場份額逐步擴大，運作不規范、規模小、研發能力弱的企業相繼被淘汰，國內熱縮行業寡頭壟斷的競爭格局將逐步明朗。寡頭競爭格局的形成將有利于龍頭企業諾德投資（中科英華長春高技術有限公司）等充分享受行業需求增長所帶來的機遇，未來產品盈利能力也有望保持穩定。

 部分國內企業已開始嘗試向中高端特殊用途的產品市場進行拓展，前瞻預計具備競爭優勢并處于領導地位的企業未來將通過不斷提升技術水平逐步向中高端領域滲透，比如軌道交通用、核電用、汽車用領域，進一步提升市場占有率及利潤空間。