聚乙烯（PE）具有优良的物理、化学和力学性能，其韧性、挠曲性和缓冲性能好，具有电绝缘、隔热等特性，广泛应用于包装、化工和建筑等领域。PE发泡材料是最早工业化应用且应用较广的发泡材料之一。

PE发泡材料的品种及应用领域多样化，按发泡倍率可分为高发泡、低发泡和微孔发泡材料；按形状可分为珠粒、片材和异型材发泡材料等；按泡孔形态可分为闭孔和开孔发泡材料。目前PE发泡材料的产量仅次于聚氨酯（PU）和聚苯乙烯（PS），但在应用方面比PU和PS更广泛，已开发的制品达种以上，发展迅速，大有后来居上之势。

1PE发泡材料的发展历程

PE发泡材料的专利*早于年由DuPont公司提出，该专利以氮气为发泡剂在PE熔点附近进行发泡，但由于不能连续化生产，故未得到广泛的工业化应用。年，Dow公司首次以四氟二氯乙烷为发泡剂采用无交联挤出发泡法实现了高发泡PE材料的工业化生产，目前美国的高发泡PE材料多数仍采用此法生产。

20世纪60年代初，日本三和化工、古河电气和积水化学等公司先后研制和开发出交联高发泡PE材料，并从年开始生产高发泡PE产品，该方法主要利用交联剂提高PE熔体强度从而提高发泡性能。

欧洲大约从20世纪70年代开始生产交联PE发泡材料。目前大部分厂家都以日本开发的技术为基础生产PE发泡材料。但交联后的产品使用后无法重复利用，易于造成环境污染。使用非交联物理发泡技术得到的PE发泡板材在国内通称珍珠棉，具有非交联闭孔结构，是一种新型环保的包装材料，它由低密度PE经物理发泡产生的无数独立气泡构成，克服了普通发泡塑料易碎、变形、恢复性差的缺点，具有隔水防潮、防震、隔音、保温、可塑性能佳、韧性强、循环再造、环保、抗撞力强和抗化学性能佳等诸多优点，是传统包装材料的理想替代品。

20世纪末以来，为解决生产异型多功能制品的需求问题，日本的JSP和Kaneka等公司开发了间歇式生产PE发泡珠粒（EPE）的工艺，通过模压成型装置可得到符合要求的各种形状和性能的EPE发泡体。反应釜浸渍法被广泛应用于EPE的生产。但釜式发泡工艺复杂，设备成本高，目前只有日本JSP株式会社、Kaneka公司、德国BASF公司韩国韩华和韩国乐天化学等少数几家公司掌握该技术。

2PE发泡材料的制备PE发泡材料的原料PE是通用合成树脂中产量的品种，其产品包括低密度聚乙烯（PE-LD）、高密度聚乙烯（PE-HD）、中密度聚乙烯（PE-MD）、线形低密度聚乙烯和茂金属线形低密度聚乙烯。PE树脂为半结晶聚合物，通常为线形结构，当加热至熔点附近时大分子间的作用力很小，没有类似于PS等树脂的高弹态温度区间，熔融后其熔体强度很低，化学发泡剂的分解气体或物理发泡剂不易保持在树脂中，发泡工艺较难控制。在各种PE中，PE-LD的加工性能好，其熔体流动速率范围宽，具有良好的柔软性、延伸性和较高的透明度，且与PE-HD相比更容易渗透气体，是制造PE发泡材料选用较多的基础树脂。为解决大多数物理发泡剂在PE树脂中气体透过率高的问题，需提高PE树脂的熔体强度以适应发泡要求。提高PE熔体强度主要通过提高相对分子质量、增大支化度或加入交联剂形成网状结构等使相对分子质量分布变宽、结晶度减小等。熔体强度增大可提高发泡性能，减小破孔率。

随熔体流动速率的减小，PE发泡材料变软，挠性模量和压缩负荷值下降，但拉伸强度变化不大。通常选用熔体流动速率（℃，10min）为0.5～6g的PE-LD为制造PE发泡材料的主体原料。在实际生产中，常用PE-HD与PE-MD或PE-LD混合的方法延缓结晶，改变物料的流动性，从而使发泡材料既能保持一定的柔软性又能提高强度。PE-HD主要作为低倍率PE发泡板材的基础树脂，用于建筑结构材料和包装材料等。

2.2发泡方法挤出发泡法挤出发泡法主要分为非交联和交联挤出发泡法，主要利用物理或化学发泡剂实现连续生产PE发泡片材、板材、管材和棒材。交联挤出发泡制品的应用广泛，但由于存在交联结构，使其无法回收利用，容易导致环境污染。

非交联挤出发泡法可概括为4步：

（1）熔融态PE与高压气体通过螺杆的剪切混合，形成PE/气体的均相体系；

（2）熔体泵和挤出机输送PE/气体均相体系；

（3）泡孔成核和生长；

（4）通过控制压降速率及口模温度，PE/气体均相体系挤出定型。

具体过程为：物料通过螺杆的输送和熔融；计量泵连续稳定地将发泡气体注入挤出机；双螺杆混合剪切并在静态混合器充分混合，形成PE/气体均相体系；然后通过特殊喷嘴、熔体齿轮泵及快速释压元件等实现熔体压力的快速下降；熔体中溶解的气体达到过饱和不稳定状态时，瞬间形成大量微小的气泡核；泡孔长大，含大量气泡的熔体流入成型装置成型并在定型口模稳定和固化，得到发泡制品。非交联挤出发泡法主要用于工业生产珍珠棉。

交联挤出发泡法分辐照交联挤出发泡和化学交联挤出发泡。辐照交联挤出发泡的步骤为：（1）将PE、化学发泡剂和助剂进行混合；（2）混炼，挤出成片；（3）辐照交联，加热发泡后定型得到制品。该方法由于辐照设备昂贵、射线穿透力差，不适用于制备较厚的发泡体，应用受一定限制。化学交联挤出发泡过程由预热段、交联段、发泡段组成。通过挤出机挤出的PE片材首先进入预热段，在预热段母片受热达到较均匀温度，使片材进入交联段后能尽快达到交联所需的温度并发生交联。

由于PE挤出发泡产品应用广泛，因此它一直是各研究机构及工业界的

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