看不见的“泡沫” 看得见的脊梁：中国PET发泡材料的产业崛起密码

2026-06-20 22:51 来源：涩陋网点击：

看不见的“泡沫” 看得见的脊梁：中国PET发泡材料的产业崛起密码

结构芯材是一种轻质而高强度的材料，可以以多种原料生产，包括巴沙木、PVC泡沫、聚氨酯泡沫、PET泡沫。这些轻质材料粘合在两个复合表皮之间，并作为“夹层结构”的中心构件。这种结构让复合材料变得更轻！

面板几乎可以是任何材料。在复合材料工业中，最常见的面板是玻璃纤维和碳纤维板。目前有多种类型的芯材可供选择，其性能和成本范围广泛。主要可分为：轻工、硬质泡沫、蜂窝等。

在众多结构芯材原料中，每种材料都凭借独特性能在不同领域发光发热。然而，随着工业技术向更高效、更环保方向迈进，PET发泡材料凭借其优异综合性能脱颖而出，逐渐成为夹层结构应用中的新宠。

PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）是一种轻质、可回收的热塑性塑料。PET泡沫是一类闭孔热塑料结构泡沫，具有一定的剪切、压缩强度，因此常被用于夹层结构材料芯材，被广泛应用于建筑、公路运输、轨道交通、航空、传播、风电等领域。

PET泡沫具有强度高、耐高温、价格低的特点。PET泡沫芯材的抗疲劳性能也较好，优于部分PVC泡沫芯材。结构泡沫材料在轨道交通车辆中主要应用于结构底板、车顶、侧板、车尾部，主要优势在于可以减轻车身重量、保温、隔音、增强安全性、节省燃油成本。结构泡沫材料在船舶制造领域常用于船底、甲板和上层建筑中。

PET发泡材料的典型应用领域

（包装，汽车，风电，轨道交通，船舶，建筑）

目前全球PET总产能超过一亿吨，中国的PET产能超过8000万吨，但中国聚酯产品结构矛盾很突出，常规产品（纤维、瓶片）生产能力过剩，生产品种范围窄，因此开展PET发泡材料工业化研究，拓宽PET的应用领域，对于优化PET产品结构具有重要的意义。

PET发泡技术开发难度较高，例如基于华盛顿大学专利技术的美国MicroGREEN成立于上世纪90年代末期，发明了一种半连续PET的发泡方法并将其商业化，密度较未发泡时可降低20%，应用于航空包装领域。该工艺是将PET制成薄膜卷材，在常温下用高压气体浸渍饱和，然后通过一个烘道加热发泡到1-2毫米的卷材，对其进行切片热压为成热饮杯，如下图示。该工艺的特点是环保无污染，只是由于PET的高阻隔性使其所需饱和浸渍时间很长，难以满足规模化量产需求，已于十年前停产。

美联航采用的PET发泡杯

日本Furukawa（古河电工）开发了PET微孔发泡反射板（MCPET），借助微孔的高反射和高散射能力，在不增加光源的情况下，提升灯具的照度达40~60%等。日本积水化成品工业株式会社号称世界上首次商业化生产出挤出发泡PET片材“Cel Pet”，因其质轻、柔软，且具有优良的耐油性、耐化学药品性和减震性，常用于生产各类托盘组件、包装材料、小型电动机产品等，实现了最高220℃的耐热性。

但利用PET的力学性能实现在轻量化结构夹心领域广泛应用的是发达国家的几个公司，如瑞士的3A Composites，德国Gurit，比利时Armacell以及瑞典的Diab公司等，他们在2018年前几乎垄断了PET轻质结构芯材的全球技术和市场，因为其掌握了PET发泡厚板连续挤出工艺和后续加工技术，并实现工业化规模生产，该类产品广泛应用于风电叶片和建筑、汽车等领域。

风电叶片应用、PET结构芯材、PET芯材在叶片中的应用

于是，一场以“国产化替代+性能提升”为双目标的革命，悄悄开始酝酿……

PET轻量化结构夹心材料的制备涉及到材料体系，发泡工艺和加工装备等多方面核心技术，我国的研究起步较晚，在中国石化等单位的支持下，通过校企合作直到2018年才陆续突破材料扩链体系，复合发泡工艺及挤出加工装备系列技术关键，并实现了产业化。

2019年后，利用国产化技术生产的PET发泡材料在我国风电领域迅速得到规模应用，成功解决我国风电行业热塑性轻质结构芯材卡脖子关键问题，由于国产化后产能的提升和成本的快速下降，显著推动了国内风电行业的快速发展，使得我国在2023年6月底风电新增并网装机2299万千瓦，累计并网超过3.9亿千瓦，实现中国可再生能源装机达到13.22亿千瓦，历史性超过煤电，约占总装机的48.8%。

目前我国已经成为全球最大的PET发泡材料生产基地，据不完全统计，2023年的销量超过30万立方米，而总产能已经超过100万立方米。

较大的产能使中国生产企业不断探索和开发PET发泡材料新的应用领域，例如在地板领域替代常规的PVC地板以满足更高的环保和健康要求，在建筑领域尝试结构装饰一体化板材的应用，在汽车领域已经开始广泛应用于厢板、顶棚，门侧板、衣帽架等汽车内外饰，在包装领域已开始应用于托盘，快递盒等量大面广的消费类需求。

成核剂、装备、助剂：背后的“影子英雄”

一块发泡材料的背后是无数化工人与工程师日夜奋战的结晶。

成核剂系统：打通“泡得起来”的关键命门

成核剂不只是添加剂，其实是决定泡孔命运的“微观建筑师”。

在PET泡沫成型过程中，泡孔结构决定性能。成核剂的作用就在于控制发泡过程中气泡的生成速度、数量、尺寸和分布。

国产团队通过以下方式突破技术壁垒：

•采用无机纳米包覆型成核剂，解决热稳定性与分散性问题

•引入表面改性协同分散技术，控制泡孔半径在10~50μm之间

•成功降低泡孔偏差率，提升压缩强度15%以上

设备升级：

✅打破“模头”垄断

发泡模头，是PET泡沫的灵魂。

过去，国内绝大部分企业依赖进口模头，成本高、周期长。

国内设备厂商联合研究院，研发出：

•8排气区多阶控温模头

•新型静态混合器内嵌结构

•带有实时温控反馈系统

结果——国产模头价格下降40%，调试时间缩短一半，真正实现了装备的国产替代。

✅解决行业卡脖子关键技术的成果转化项目

•北京化工大学与南京创博机械设备有限公司共同合作开发的“PET免干燥反应扩链超临界流体发泡一体化技术”改变了我国风电叶片PET结构芯材为发达国家垄断的局面，推动风电新能源产业的快速发展和成本下降，截至2021年底，共为风电企业新增产值近100亿元，替代进口节省成本超过2亿元。双方于2020年向社会开放位于南京创博的挤出发泡中试基地，推动关键技术实现全社会共享，已签约10余所知名高校、研究院所和十几个石化企业。该技术成果的成功转化，不仅打破了国外技术壁垒，更展现出产学研深度融合的强大创新动能。

•行业内另一关键技术突破同样引人瞩目，上海联净研发的PET发泡板整平覆膜设备，凭借其先进的技术和卓越的性能，在PET发泡材料后处理领域掀起革新浪潮。

PET发泡材料在成型过程中，表面存在泡孔不均匀、平整度差等问题，影响其后续应用。压烫能够压实表面，减少泡孔凸起，降低表面粗糙度，使表面更加光滑平整，提升外观质量；同时，压烫可致密化表面泡孔结构，增强材料的防水、防尘、耐磨性能，延长使用寿命；在复合材料应用中，压烫还能增大表面接触面积，提高与其他材料的粘结效果，确保复合产品的稳定性。

传统加热方式存在温度不均、加热效率低、能耗高的问题，导致PET发泡材料压烫后出现变形、性能不稳定等情况。电磁加热辊筒通过电磁感应原理，使辊筒自身快速、均匀发热，实现温度的精准分布，避免材料局部过热或加热不足，有效解决表面变形、变色问题；其高精度温度控制系统，可根据不同材料特性和工艺要求，精确调节温度，保证压烫过程稳定，提高产品质量一致性；相比传统加热，电磁加热辊筒热转换效率更高，升温速度快，大幅缩短生产周期，降低能耗，减少企业生产成本；此外，均匀的加热与压力分布，保障了PET发泡材料表面处理效果的均一性，满足了高端应用领域对材料质量的严苛要求，推动行业技术升级。