從春寒料峭的3月初到夏意伊始的5月末，人們的小棉襖已換成了短袖，可上海卻還在“靜止”中。

但處于隔離的人們，似乎已不再過分關心每天新增的數字。

在經歷了短暫的物資緊缺后，比起解封，大家更關心能否吃得飽，吃的好。

這個被疫情偷走的春天，上海人在快遞小哥的保溫箱里找到了：從鮮嫩水靈的蔬菜到日常奶制品；從各式各樣的速凍食品到生鮮冷飲和熟食預制菜；一片色彩斑斕、瓜果飄香，均是應有盡有。

今天，小編就從快遞小哥的保溫箱說起，帶你一起盤盤應用在冷鏈物流領域的發泡材料。

按不同分類標準，冷鏈物流可分為多種類型，如僅從運作模式劃分主要包括兩種模式：

第一種是用“泡沫箱+冷袋”的方式，一般稱之為“包裝冷鏈”，其特點是利用包裹本身創造出一個適合生鮮產品短時間存儲的小環境。這種方式的優點是，包裝好的產品可以利用常溫物流體系配送，物流總成本較低。

第二種模式是利用真正的冷鏈物流體系，即產品從產地冷庫直至送達最終客戶手中，所有物流環節均在低溫環境下，保證冷鏈不斷鏈。這種模式要做到對冷鏈全程進行溫控，一般稱之為“環境冷鏈”。但對整個冷鏈物流體系要求很高，難以利用普通物流體系運作，整體運作成本較高。

但無論是以上哪種冷鏈模式，能保溫、能隔熱、能減震、還能緩沖的發泡材料都算得上是理想的材料。

目前冷鏈物流運輸中使用最廣泛的是聚氨酯發泡材料、聚丙烯發泡材料和聚苯乙烯發泡材料，除了我們看到的各種泡沫保溫箱，它們在冰箱冷柜、冷藏展示柜、冷藏拖車、冷藏集裝箱和冷藏庫中也是隨處可見。

聚苯乙烯發泡材料(EPS)

EPS是一種輕型高分子聚合物，因價格低廉，也是目前整個包裝領域，應用最多的發泡材料，占比接近60%。聚苯乙烯樹脂加入發泡劑，經過預發、熟化、成型、烘干和切割等工藝制成。EPS的封閉空腔結構決定了其具有良好的隔熱性，熱傳導率非常低，各種規格的EPS板體熱傳導率在0.024W/m.K~0.041W/m.K之間，故EPS保溫材料在冷鏈物流中具有良好的保溫、保冷效果。

但作為一種熱塑性材料，EPS加熱會融化，冷卻又會變成固體，其熱變形溫度在70℃左右，這意味著加工成泡沫包裝的EPS保溫箱需要在 70℃以下使用，如果溫度超高70℃，其箱體強度會降低，還會因為苯乙烯的揮發產生有毒物質。因此，EPS的廢棄物不能自然風化、無法焚燒處理。

另外，EPS保溫箱具有的韌性也不是很好，緩沖性能也一般，運輸過程中容易損壞，所以多為一次性使用，用于短時間、短途冷鏈運輸，以及食品工業諸如肉類和家禽的托盤以及快餐的包裝材料。這些制品的使用壽命通常較短，約50%的聚苯乙烯泡沫制品使用壽命僅有2年，97%的聚苯乙烯泡沫制品使用壽命不超過10年，從而導致EPS泡沫廢棄量逐年增加，但EPS泡沫不易分解，不易回收，故當前被冠以白色污染的首要元兇：在海洋污染的白色垃圾中EPS占據了60%以上的比重！并且作為包裝材料的EPS，在發泡過程中大多使用氫氯氟烴發泡劑，產品多半會有氣味，氫氯氟烴對臭氧消耗潛力是二氧化碳的1000 倍。因此，21世紀10年代以來，聯合國、美國、歐盟、中國、韓國、日本以及其他相關等國家（組織）和地區就立法禁止或限制使用包括聚苯乙烯泡沫在內的一次性使用塑料，并對人類強制做出了“整改路線圖”。

聚氨酯硬質發泡材料（PU Foam）

PU Foam是以異氰酸酯和聚醚為主要原料，在發泡劑、催化劑、阻燃劑等多種助劑的作用下，通過專用設備混合，經高壓噴涂現場發泡而成的高分子聚合物。兼具保溫與防水功能，是目前所有有機保溫材料中導熱系數最低的。

但是PU的硬度不夠，市售PU保溫箱的結構多為：食品級PE材料外殼，中間填充層為聚氨酯(PU)發泡。這種復合結構也不易回收。

事實上，PU常用于冰柜、冰箱做隔熱填充物。據統計，全球約95%以上的冰箱或冷藏設備都使用聚氨酯硬泡作為隔熱材料。未來，伴隨著冷鏈行業的規模擴張，聚氨酯保溫材料的發展有兩個重點，一個是控制碳排放，另一個是提高阻燃性能。對此，眾多聚氨酯保溫材料生產企業、冷鏈保溫工程供應商均在積極開發創新解決方案：

巴斯夫的 Elastopir? 系列材料，在生產過程中無需使用溴，僅需少量阻燃劑，即可達到優異的防火保溫性能；科思創研發的Baytherm微孔發泡硬質聚氨酯泡棉在發泡孔徑上較傳統聚氨酯可縮小達40%、直徑僅達幾微米，隔熱保溫效果可提升10%，在箱體使用中，可適度地降低聚氨酯泡沫的密度，減少原材料的注入量，降低生產、使用環節的碳排放；亨斯邁攜手合作伙伴制訂《低碳冷庫評價標準》，提出“低碳冷庫”概念，將以碳減排為中心的能效管理納入整體運營監控中，充分發揮高性能聚氨酯的特性，提高熱阻效率，改善建筑運營能耗；煙臺市順達聚氨酯有限責任公司開發出了高阻燃的B1級聚氨酯產品；以補天新材料，紹興華創聚氨酯有限公司為代表的企業創新地使用新型綠色發泡新型發泡劑，替代傳統的HCFC-141b等發泡劑，為綠色冷鏈物流助力；......

此外，以聚異氰脲酸酯發泡材料PIR，酚醛發泡材料（PhenolicFoam， 簡稱PF），發泡水泥板和發泡玻璃板等新型發泡材料也在建設環保節能型冷庫、冷鏈物流系統上得到應用。

聚丙烯發泡材料（EPP）

EPP是一種性能卓越的高結晶型聚合材料，也是目前增長最快的新型環保抗壓緩沖隔熱材料。以PP為主要原料，采用物理發泡技術制成發泡珠粒，產品無毒無味，加熱也不會產生任何的有毒物品，可以直接和食物等直接接觸。保溫性良好，導熱系數約為0.039W/m·k，其機械強度也明顯優于EPS和PU，摩擦或沖擊基本沒有粉屑；并且耐熱耐冷穩定性好，可以-30℃至110℃環境下使用。另外，對于EPS和PU， 其質量更輕，可大幅度減輕物品重量，從而降低運輸成本。

事實上，在冷鏈運輸中，EPP包裝箱多是作為周轉箱，易清洗、耐用性好，可以重復多次使用，降低使用的成本。不再使用以后，也更易于回收再利用，不會造成白色污染。目前包括餓了么、美團、盒馬鮮生在內的大部分生鮮外賣行業基本都選擇使用了EPP保溫箱。

未來，隨著國家和民眾對環保的重視，冷鏈包裝的綠色化之路將進一步提速，主要有兩個方向，其中之一就是包裝的循環使用，從這一點來看，未來聚丙烯發泡材料有望更多地取代聚氨酯和聚苯乙烯兩類發泡材質，前景廣闊。

可生物降解發泡材料

擴大降解材料在冷鏈物流包裝中的使用也是冷鏈物流包裝綠色化之路的另一個重要方向。當前，已研發出來的可生物降解材料主要有三大種類：聚乳酸PLA系列(包括PLA， PGA，PLAGA等），聚丁二酸丁二醇酯PBS系列（包括PBS，PBAT， PBSA， PBST， PBIAT等），聚羥基脂肪酸酯PHA系列（包括PHA， PHB， PHBV)。但這些材料的熔體強度通常都比較差，無法在傳統連續片材發泡設備上生產，并且發泡比例也不宜過高，否則發泡制品物理性能太差，無法使用。

為此，業內也出現了很多創新的發泡方法，比如荷蘭的Synbra公司采用專利模內發泡技術，開發了世界上第一個聚乳酸發泡材料——BioFoam，并實現量產；國內領先的設備制造商USEON成功開發出了多層結構PLA發泡板的生產技術，班次采用發泡中心層，具有更好的隔熱性能，同時堅固的兩側表層體可大幅提高機械強度。

發泡PLA具有保溫、隔熱、質輕、防水等優點，但因為其熱變性溫度較低，運輸成本通常比較高。對比傳統發泡材料，發泡PLA自身也面臨著成本高昂的問題，一次性用品市場無法承受。未來的研發重點會在PLA發泡材料的改性增強工藝上，隨著工藝的成熟，其“價格”瓶頸得到突破，應用空間才能進一步拓寬。

纖維發泡材料

纖維發泡材料，也是冷鏈運輸物流中綠色可降解包裝材料，其原料價格低，采用植物纖維、淀粉和PLA短纖維共混后，放入模具中高溫熱壓成型。但在外觀上，采用纖維發泡材料制作的保溫箱無法與塑料相比，堆積密度高，也會增加運輸成本。未來，比較適合以加盟形式在每一個城市發展加盟商，利用當地秸稈資源，以最低成本服務當地市場。

據中物聯冷鏈委和前瞻產業研究院披露的數據，2019年我國冷鏈物流的需求總量達到2.61億噸，其中食品冷鏈物流需求量達到2.35億噸，而且2020年和2021年上半年行業仍然保持著高速增長態勢。這給發泡材料行業帶來了千載難逢的市場機會，未來，冷鏈物流相關的發泡企業需要把握好綠色、節能、安全的行業大勢，才能搶占市場先機，在萬變的市場中找到相對不變的競爭策略，使企業立于不敗之地。

（本文部分圖片源于網絡）

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