发泡剂

发泡剂（oaming agent）是一种可以使物质形成孔洞的物质。根据其作用机制，发泡剂可以分为化学发泡剂、物理发泡剂和表面活性剂三类。^[1]化学发泡剂在受热分解时会释放二氧化碳和氮气等气体，并在聚合物中形成细小的孔洞。而物理发泡剂通过改变物质的物理形态，如压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解来形成泡沫。此外，发泡剂具有较高的表面活性，能有效降低液体的表面张力，并在液膜表面形成双电子层，将空气包裹其中，形成气泡，进而形成泡沫。^[1][2]

根据发泡剂的适用范围和使用场景，可以将发泡剂分为广义的发泡剂和狭义的发泡剂^[3]。根据发泡剂的原料来源，可以将发泡剂分为动物发泡剂和植物发泡剂^[4]。根据发泡过程中气泡产生方式的不同，发泡剂可分为物理发泡剂、化学发泡剂和表面活性剂三大类。化学发泡剂是其中最常使用的一类发泡剂，在受热时发生分解并产生气体。常用的化学发泡剂包括碳酸铵ǎn、碳酸氢铵和偶氮二甲酰胺等。^[5]

1846年，汉考克（Hancock）等人首次发布了关于发泡剂的专利。此后，一系列发泡剂被研发出来，并应用于人类生产和生活的各个领域。^[6]在建筑材料中，发泡剂常用于制造隔热材料、保温材料和轻质混凝土等。在塑料制品中，发泡剂可以赋予塑料制品轻质、绝缘和吸震等特性。此外，发泡剂还广泛应用于食品工业、医药工业和航空航天等领域，用于制造泡沫塑料包装、药物缓释系统和航天器的绝热材料等。^[1]

在工业生产中，发泡剂根据产生气体的机理分为物理发泡剂、化学发泡剂和表面活性剂。^[5]

化学发泡剂又可分为有机和无机化合物，在一定温度下通过热分解或反应释放气体，从而使聚合物基体膨胀成泡沫结构。这些化学发泡剂的反应或分解可以是放热的或吸热的，大部分情况下是放热的。^[6][7]化学发泡剂可以根据产生气体的原理分为两大类：热解型发泡剂和反应型发泡剂。^[8]

热解型发泡剂在常温下是稳定的，不会产生气体，但在温度升高到一定范围时会自身裂解，释放出气体。不同的热解型发泡剂具有不同的热解温度。对于用于水泥发泡的热解型发泡剂来说，其热解温度应该在45~70°C之间。低于45°C时，热解型发泡剂难以保存，特别是在南方地区，夏天会导致在常温下即释放气体，无法使用。而高于70°C时，水泥浆体的温度难以达到，因此在实际生产中也难以应用。常见的热解型发泡剂包括碳酸氢钠、碳酸氢氨、碳酸二氢钠、碳酸二氢钾等。^[8]

反应型发泡剂种类繁多，广泛使用的反应型发泡剂有几百种，包括许多能与其他物质发生化学反应并产生气体的物质。狭义的反应型发泡剂大约有几十种，它们具有产气量大、反应温度适宜、不需要催化剂等其他反应条件，并且具有适宜的发泡速度。^[8]

狭义发泡剂主要应用于聚合物材料的制备过程中，例如聚氨酯zhǐ泡沫用于制作软质泡沫材料和硬质泡沫塑料，聚乙烯泡沫用于包装材料和绝缘材料等。这些发泡剂能够在材料中产生均匀的气泡结构，提供轻质、绝缘、吸震等特性，广泛应用于建筑、汽车、电子、包装和航空等领域。^[8][9]

物理发泡剂主要通过改变物质的物理状态来实现泡沫的形成。在加工过程中，当压力消除时，压缩气体会膨胀成为气源，或者当液体受热时，会发生蒸发气化从而产生气体。在物理发泡剂中，挥发性液体是最常用的一类发泡剂。由于液体蒸发是一个吸热过程，使用挥发性物理发泡剂时可以较容易地控制温度，这有利于制备较厚的泡沫结构。^[5][10]

表面活性剂是一类分子结构中同时存在亲水性和疏水性部分的化合物。在水溶液中，表面活性剂的亲水性部分与水分子相互作用，而疏水性部分则会排斥水分子。当机械作用力引入空气时，表面活性剂会在液体表面形成一层薄膜，这种薄膜能够降低液体表面的张力。当空气进入液体中，表面活性剂分子会重新排列，形成一个稳定的薄膜结构，围绕空气形成泡沫。这种泡沫的稳定性来自于表面活性剂薄膜的存在，它能够阻止水分子与空气分离，并且能够降低泡沫内部液体的表面张力，使泡沫能够持续存在。^[11][12]

发泡剂在应用于基材中时，发泡过程包括以下详细步骤：

均匀分散：为了确保发泡剂能够均匀地分布在基材中，可采用搅拌、混合或专门的分散设备。这样做有助于保证发泡剂在整个基材中均匀分散，以实现一致的发泡效果。^[13]形成泡孔核：发泡剂均匀分散在基材中后，发泡过程开始。通常情况下，通过加热或加压，发泡剂会分解或挥发，产生气体。这些气体在基材中聚集形成微小气泡或泡孔的初始核心。^[13]泡孔核扩散和融合：初始的泡孔核会在基材中扩散，并逐渐与周围的泡孔核融合。在这个过程中，气体会从高浓度区域向低浓度区域扩散，导致泡孔逐渐增大。同时，泡孔核之间的连接也变得更加紧密，形成更为稳定的泡孔结构。^[13]泡孔胀大：随着气体的不断扩散和融合，泡孔会逐渐胀大。这一过程通常需要一定的时间，因为气体需要逐渐充满泡孔空间，使其膨胀到所需的尺寸。^[13]泡孔稳定：一旦泡孔胀大到所需的尺寸，发泡过程停止。此时，发泡剂的分解或挥发已经完成，泡孔内充满了气体，并且泡孔结构在基材中稳定存在。^[13]

发泡过程的细节受多种因素影响，包括发泡剂的类型和浓度、基材的性质、加热或加压条件等。^[13]不同的发泡剂和发泡条件会产生不同的发泡效果，以满足各种应用的需求。在工业和日常生活中，发泡剂广泛应用于泡沫塑料、绝缘材料、填充材料等领域，为各种产品提供轻量化、隔热、缓冲等功能。^[14]

根据发泡剂的适用范围和使用场景可以将发泡剂分为广义发泡剂和狭义发泡剂。^[3]

广义的发泡剂指的是那些在水溶液中能够产生大量泡沫，并在接触空气时产生表面活性的物质。由于大多数表面活性剂和表面活性物质都具有产生泡沫的能力，所以广义的发泡剂包括了大部分表面活性剂和表面活性物质。因此，广义发泡剂的范围广泛，种类繁多，性能差异显著，具备了极高的选择性。广义的发泡剂的技术性能，如发泡倍数（产泡能力）和泡沫稳定性（可持续性），没有严格的要求，只表明其具备一定的产生大量泡沫的能力，但并不界定这些泡沫是否具有实际应用的价值。^[3][15]

狭义的发泡剂是指那些不仅能够产生大量泡沫，而且这些泡沫具备优异的性能，能够满足各种产品发泡的技术要求，真正适用于生产实际的表面活性剂或表面活性物质。狭义的发泡剂与广义的发泡剂最大的区别在于其应用价值，其应用价值体现在其优异的性能上。这种优异性能包括强大的发泡能力、单位体积产泡量大、泡沫极其稳定、能够长时间保持泡沫不消失、泡沫细腻，并且与使用介质相容性良好等特点。狭义发泡剂是工业实际应用中的发泡剂，通常人们所说的发泡剂就是指这类狭义发泡剂。^[3][15]

根据发泡剂的原料来源可以将发泡剂分为动物发泡剂和植物发泡剂。^[4]

动物发泡剂是使用动物来源的成分制造的发泡剂。它的原料可以包括动物蛋白、动物脂肪等。这些成分通常通过提取、加工和处理动物组织或副产品而得到。动物发泡剂在制造过程中，通过控制发泡剂的物理和化学特性，可以产生稳定的泡沫结构。这些泡沫结构具有良好的吸音、隔热和缓冲性能，因此在各种应用中被广泛使用。动物发泡剂常见的应用领域包括建筑、家具、汽车和纺织等。^[4][16]

植物发泡剂则是使用植物来源的成分制造的发泡剂。它的原料可以包括植物蛋白、植物油脂等。植物发泡剂的制造过程类似于动物发泡剂，通过调整发泡剂的特性来控制泡沫的形成。植物发泡剂具有许多与动物发泡剂相似的性能，如吸音、隔热和缓冲性能。由于植物发泡剂使用植物成分，因此在一些特定的应用场景中，例如环保和可持续发展的要求较高的领域，植物发泡剂可能更受青睐。^[4][16]

发泡剂根据发泡过程中气泡产生方式的不同可分为物理发泡剂、化学发泡剂和表面活性剂三大类。^[5]

物理发泡剂包括压缩气体、可溶性固体和沸点低于110°C的挥发性液体。它们通过改变物质的物理状态来发泡，例如消除压缩气体的压力、液体受热蒸发时体积的膨胀以及固体受热升华等。这些变化能在塑料制品中形成微泡孔。^[10]

脂肪烃类是一种常用的物理发泡剂，主要来源于石油低沸点馏分，也称为石油醚。它具有成本低廉、毒性较低的特点。然而，由于石油醚是可燃物质，所以它的应用受到一定限制。脂肪烃主要用于制造聚苯乙烯泡沫塑料。^[10]

卤代脂肪烃类是制造难燃泡沫塑料时的良好物理发泡剂，包括氟fú代烃和氯代烃两类。虽然氯代烃在成型加工时存在一些毒性问题，但一氯甲烷和二氯甲烷仍广泛用于制造聚苯乙烯泡沫塑料。二氯甲烷wán也可以作为聚氯乙烯的发泡剂。氟代烃几乎是理想的物理发泡剂，可用于制造多种难燃的泡沫塑料。^[10]

金属类发泡剂包括铝粉、锰粉、锌粉、铁粉、铜粉等各种金属粉末。目前广泛应用的是金属铝粉，因其产气量大且平稳，发气速度适宜。通常采用含煤油的铝粉膏作为保护剂。铝的密度仅为2.7g/cm³属相比，铝的用量较少，成本较低。铝的生产量较大，来源广泛，并且已广泛应用于加气混凝土生产中。作为一种活泼的金属，铝可以与酸反应并取代酸中的氢，也可以与碱反应生成铝酸盐。在工艺上，铝产生气体的过程易于控制，因此成为最常使用的发泡剂之一。^[17]

化学发泡剂又称为分解性发泡剂，它们能够在受热时发生分解并产生气体。化学发泡剂可分为无机发泡剂和有机发泡剂两类。无机发泡剂和有机发泡剂能够均匀地分散在树脂中，并通过分解产生气体来实现发泡效果。此外，在发泡过程中，为了调节发泡剂的分解温度和速度，还会加入发泡助剂。^[5][10]

用作发泡剂的碳酸盐主要有碳酸铵、碳酸氢铵和碳酸氢钠。^[6]

碳酸铵。工业中使用的发泡剂碳酸铵实际上是碳酸氢铵和氨基甲酸铵的复盐。它是呈现出强烈氨味的白色结晶状粉末，分解温度在30~60°C之间，55~60°C下的分解非常剧烈。其发气量为700~980mL/g，在常见的化学发泡剂中是最高的。然而，碳酸铵的稳定性较差，在聚合物中难以分散并具有氨味，因此应用受到一定的限制。碳酸铵可用作PF、UF和PVC的发泡剂，以及PU的辅助发泡剂。^[6][7]碳酸氢铵是一种白色结晶粉末，在干燥状态下几乎没有氨味。它的分解温度为30~60°C，发气量为700~850mL/g。此外，分解产物中还包含水。由于碳酸氢铵的分解反应是可逆的，高压可以抑制分解过程。碳酸氢铵可用作PF和UF的发泡剂，同时也可作为N,N'-二亚硝基五亚甲基四胺发泡PVC时的发泡助剂。^[6][7]碳酸氢钠是一种白色细粉末，其分解温度为100~140°C，理论发气量为226mL/g。分解产物中含有水蒸气，容易形成气孔。如果与同时使用，可以提高碳酸氢钠的分散性。为了获得均匀细小的气孔，通常将碳酸氢钠与少量的、或卵磷脂混合细磨。由于碳酸氢钠的分解温度较低，发泡时间较长，因此需要较大的用量。^[6][7]

亚硝酸铵是一种极不稳定的化合物，因此在实际应用中，常使用氯化铵与等摩尔的亚硝酸钠的混合物作为发泡剂。亚硝酸铵的分解产物是氮气。与碳酸盐不同，亚硝酸铵的热分解是不可逆的，因此可以用作高压发泡过程的发泡剂。由于亚硝酸铵在聚合物中的分散性较差，使用时需要给予充分的注意。亚硝酸铵主要用于橡胶的发泡。^[7]

偶氮二甲酰胺也被称为发泡剂ADC或发泡剂AC，以及ABFA和ADCA。发泡剂ADC是一种橘黄色的粉末，其相对密度为1.65，难溶于水，但可溶于二亚甲砜fēng等溶剂。发泡剂ADC在空气中的分解温度为195~210°C，在塑料成型加工中的分解温度为150~190°C。该物质无臭、无毒，在储存过程中具有良好的稳定性，且不会对制品造成污染。在树脂中，发泡剂ADC具有良好的分散性。尽管理论上的发气量仅为193mL/g，但实际发气量可达250~300mL/g，是常用有机发泡剂中最高的一种。发泡剂ADC分解时的放热量为167kJ/mol。^[11][18]

该物质主要用于PVC泡沫塑料的生产，也可用于PE、PP、PS、EVA、ABS以及氯乙烯-乙酸乙烯酯的共聚物和共混聚合物的发泡。它能产生均匀细小的气孔，适用于常压或加压成型，无论是挤出、注射还是模压成型，无论制品壁厚大还是小，都具有较好的适应性。虽然发泡剂ADC的分解温度较高，但一些金属氧化物、有机酸盐、尿素及其衍生物以及三乙醇胺等可以降低其分解温度。另外，添加氢酸钾等氧化剂可以提高其发气量；添加某些颜料，如铁红、铬黄、炭黑等，可以加快分解速度；添加有机酸，如马来酸、富马酸和苯酐等，可以抑制ADC的分解。^[18][11]

偶氮二异丁腈（AIBN）是一种白色结晶状粉末，其相对密度为1.10~1.13。它的熔点为105°C，难溶于水，略溶于甲醇，易溶于醚。在空气中，偶氮二异丁腈jīng的分解温度为100~115°C，发气量为130~155mL/g。它具有良好的泡沫结构，特别适用于制造高发泡倍率的轻质泡沫。偶氮二异丁腈主要用于PVC，也可用于PE、PS和EP等树脂，用量通常为0.1~20份。^[11]

N,N'-二亚硝基五亚甲基四胺（DPT）是一种淡黄色的细微粉末，其相对密度为1.54。它易溶于二甲基甲酰xiān胺、吡啶等，但难溶于水、甲醇和丙酮。发泡剂H的分解温度为190~205°C，理论发气量为240mL/g（只包括氮气），实际发气量为260~275mL/g。在分解过程中，除了产生氮气之外，还会产生甲醛、氨气、一氧化碳、二氧化碳和水。^[19]发泡剂H具有易燃性，类似于火药的性质，与无机酸盐和有机酸接触会剧烈分解，导致燃烧。在常温下，发泡剂H对多元醇、尿素及其衍生物等是稳定的，但在高温下会迅速分解。发泡剂H的分解热高达1281kJ/mol，是各种发泡剂中最高的，因此在厚壁制品中使用时容易出现中心被烧焦的现象^[20]。此外，发泡剂H会产生具有强烈臭味的甲醛气体，可以通过与尿素及其衍生物、甘油等物质的配合使用来改善。同时，发泡剂H易吸潮，并且吸潮后会促进其分解，因此应储存于安全的地方。该发泡剂可用于PE、PS、ABS、PVC、PF、UF和EVA等树脂的发泡。^[19]N,N'-二甲基-N,N'-二亚硝基对苯二甲酰胺（NTA或DNTA）是一种无味的黄色结晶固体，其相对密度为1.14。当暴露在阳光下时，它会逐渐由黄色变为黄绿色。发泡剂NTA的熔点为118°C，分解温度为70~105°C。它的理论发气量为179mL/g，实际发气量仅为125mL/g。^[19][20]在发泡剂NTA分解后，会产生对苯二甲酸二甲酯作为残余物。由于对苯二甲酸二甲酯与聚合物的相容性较差，当发泡剂NTA的用量超过5份时，可能会出现喷霜现象。该发泡剂具有易燃性，并且受到冲击或摩擦会有爆炸的危险。因此，商业上使用的发泡剂NTA通常不是纯净品，而是将其分散在大约30%的矿物油中。该发泡剂的显著特点是分解放热量较小，不足1kl/g，因此特别适用于厚壁制品的生产。发泡剂NTA主要用作PVC、PU和硅橡胶的发泡剂。^[19][20]

苯磺酰肼类发泡剂的分子结构中含有1~2个苯磺酰肼jǐng基，主要品种有OBSH、BSH和TSH等。这些发泡剂的分解温度为90~160°C，发气量为110~130mL/g，产生的气体主要是氮气和水蒸气。然而，苯磺酰肼类发泡剂分解后的残余物具有酸性，可能对金属模具有一定的腐蚀作用。为了克服这一缺点，一般需要在其中加入碱性真料。这样可以中和残余物的酸性，减少对金属模具的腐蚀作用。^[21][22]4,4'-氧代双苯磺酰肼的缩写代号为OBSH，是一种白色细粉末。它难溶于水、乙醇和乙醚，但可溶于丙酮，与丙酮tóng之间有一定的反应性。^[22]OBSH的理论发气量为146mL/g，在未达到120°C的分解温度之前基本不会分解。一旦达到分解温度，它将以最大的分解速度发生分解，因此具有较好的快速发气性能，可以避免早期发泡的不利影响^[23]。OBSH的分解温度和发气量会受到塑料配方体系中其他助剂的影响。例如，酯类增塑剂可以抑制OBSH的分解，而有机酸和胺类等物质则对其分解产生一定影响。OBSH的分解过程伴随着吸热反应，因此适用于厚壁制品的生产，可以避免中心烧焦现象的发生。OBSH是苯磺酰肼类发泡剂中的一种优良品种，但价格较高，主要用于发泡PVC、EVA、PE、EP、ABS和PS等树脂。^[23][24]苯磺酰肼的缩写代号为BSH，是一种无色结晶粉末。它的分解温度为100~160°C，理论发气量为130mL/g（仅以氮气的量进行计算）。一旦达到分解温度，它就能以最大的分解速度进行分解。然而，氧化剂的存在会对苯磺酰肼的分解速度产生一定影响。若能保持干燥，它可以长时间保存。由于分解产物可以被水分解生成苯磺酸，所以不能用于含铜的模具。如果塑料配方中含有铅盐，会产生黑色的流化铅，从而对制品造成污染，因此应该避免使用。BSH一般用于PVC、PE、PF和聚酯树脂等。由于其分解热较大，为避免烧焦现象，可以与碳酸氢钠一起使用。^[23][24]

表面活性剂是一类分子结构中同时存在亲水性和疏水性部分的化合物。在水溶液中，表面活性剂的亲水性部分与水分子相互作用，而疏水性部分则会排斥水分子。当机械作用力引入空气时，表面活性剂会在液体表面形成一层薄膜，这种薄膜能够降低液体表面的张力。当空气进入液体中，表面活性剂分子会重新排列，形成一个稳定的薄膜结构，围绕空气形成泡沫。这种泡沫的稳定性来自于表面活性剂薄膜的存在，它能够阻止水分子与空气分离，并且能够降低泡沫内部液体的表面张力，使泡沫能够持续存在。表活性剂型发泡剂主要分为阴离子型和非离子型表面活性剂。^[5][12]

阴离子型表面活性剂可用作发泡剂的种类有很多，但最常用、成本最低、最易得的是烷基苯磺酸盐类，其中最代表性的是十二烷基苯磺酸钠。十二烷基苯磺酸钠是由苯环上带有一个长链烷基的烷基苯，通过使用浓硫酸、发烟硫酸或液体三氧化硫作为磺化剂来制备的。实践证明，当烷基的碳原子数接近12时，其性能最为合适且最好。^[5][25]

用作混凝土或水泥发泡剂的合成表面活性剂主要是聚乙二醇型。它是通过含有活泼氢原子的憎水原料与环氧乙烷进行加成反应制得的。其中，含有羟基、羧基、氨基以及酰胺基等基团上的氢原子的憎水材料都可以与环氧乙烷生成聚乙二醇非离子型表面活性剂。例如，烷基酚与环氧乙烷进行加成反应可以制得烷基聚氧乙烯醚。当参与聚合反应的环氧乙烷比例越大时，生成的表面活性剂的水溶性就越好。烷基酚、脂肪酸、高级脂肪胺或脂肪酰胺也易于与环氧乙烷进行加成反应，制成表面活性剂。非离子型表面活性剂是指在水溶液中不能离解成离子的一类表面活性剂，其产量和用量仅次于阴离子型表面活性剂。^[5][26]

对于塑料发泡材料。在确定使用某种树脂来制备泡沫塑料后，需要根据该树脂的特点选择合适的发泡剂。^[27]需要考虑树脂对发泡剂的适应性，即发泡剂的分解温度是否与树脂的加工温度相匹配。此外，发泡剂分解后产生的气体应具有低透过性，以确保塑料的发泡效果。^[28][29]在同时使用多种发泡剂时，需要确保它们能够相互补充，而不会产生对抗效应。^[27]

在制备泡沫塑料时，选择的发泡剂的分解温度应与树脂基体的软化温度或熔融温度接近，以保证发泡剂分解产生的气体能均匀地分散在塑料熔体中。^[30]例如，对于玻璃化温度为100°C的聚苯乙烯，应选择分解温度在110°C以上的发泡剂。然而，当聚苯乙烯加热到170°C以上时，由于熔融黏度太低，容易使形成的气孔被气压冲破，导致气体逃逸，从而无法获得理想的发泡制品。因此，发泡剂的分解温度应在110~170°C之间。^[31]

发泡过程中，发泡剂放出的气体主要是氮气、二氧化碳等气体，但有时也可能有其他气体存在。各种气体在塑料中的渗透性大小顺序为：氢气>氨气>一氧化碳>二氧化碳>氧气>氮气。发泡剂放出的气体会在塑料中形成许多泡孔，泡孔的容积会随着气体压力的升高而扩大，泡孔壁也会变薄。如果发泡时间太长，气体很容易通过渗透和扩散透过泡孔壁逃逸到大气中。因此，如果发泡剂放出的气体渗透性大，将难以得到相对密度小的泡沫体。^[28][32]

不同类型的发泡剂各有其优点和局限性，如果能互相配合使用，就能取长补短，增加作用效果。例如，在实际生产中常常将无机发泡剂和有机发泡剂并用，其中的无机发泡剂一方面可以降低有机发泡剂的用量，另一方面也可减小放热程度，防止中心烧焦的现象。此外，将物理发泡剂和化学发泡剂并用，也能获得类似的效果。^[32][33]

对于高分子材料的熔体发泡体系，熔体的强度也是非常重要的因素。熔体的强度影响着产生的气泡是否均匀、致密以及气泡倍率的高低。熔体的强度与聚合物的结构、加工温度、压力、剪切速率等因素有关，因此在制备理想的发泡材料时需要综合考虑多个因素。^[6][34]

首先，发泡剂的分解温度应与聚合物的加工温度相匹配，以确保在聚合物加工过程中能够控制发泡气体的释放。此外，发泡剂的分解过程不应是自催化的，以避免热积累导致聚合物热破坏。最佳的发泡气体应具有化学惰性，例如氮气和二氧化碳，以确保发泡气体对塑料没有不利影响。同时，化学发泡剂应易于加入聚合物中，并与聚合物相容，在高聚物中能够均匀分散。^[6][35]

另一方面，还需要注意发泡剂本身及其分解产物对人体健康、塑料的热稳定性和力学强度的影响。发泡剂不应对人体健康造成危害，也不应对塑料的热稳定性和力学强度产生不利影响，同时还要避免产生腐蚀。发泡剂的分解残余物应与塑料相容，不会渗出或导致材料变色^[6][36]。

在建筑材料方面，发泡剂的应用非常广泛。首先，发泡剂常用于制造隔热材料和保温材料。隔热材料可以有效地减少建筑物内外热量的传导，提高建筑物的能源效率。保温材料可以保持建筑物内部的温度稳定，提供舒适的室内环境。其次，发泡剂还被用于制造轻质混凝土。轻质混凝土由于含有大量微小的气泡，比传统混凝土更轻、更具有绝热性能。这使得轻质混凝土在建筑物结构中的应用越来越广泛。除了这些应用，发泡剂还可以用于制造各种建筑材料，如隔音材料、防火材料和抗震材料等。^[37][38]

发泡剂可以使塑料制品具有轻质、绝缘和吸震等特性，从而扩展了塑料制品的应用领域。^[39]首先，发泡剂常用于电子产品包装。由于发泡剂可以有效减轻塑料制品的重量，使得电子产品更加轻便和易于携带。其次，发泡剂还广泛应用于汽车零部件制造。通过在塑料制品中添加发泡剂，可以降低汽车零部件的密度，从而减轻整车重量，提高燃油经济性和节能减排效果^[40]。此外，发泡剂还被用于制造运动器材，如轮胎和运动鞋等。发泡剂可以增加塑料制品的吸震性能，提供更好的运动体验和保护。^[41]

首先，发泡剂可以用于制造药物包装材料^[42]。药物包装需要具有良好的密封性和保护性能，发泡剂可以在塑料包装材料中形成气孔结构，提供更好的防潮和保鲜效果。其次，发泡剂还可以用于制造医疗设备和器械。通过在塑料制品中添加发泡剂，可以降低设备和器械的重量，使其更加便携和易于操作。^[43]此外，发泡剂还可以用于制造药物缓释系统。通过在药物缓释系统中添加发泡剂，可以控制药物的释放速率，提高药物的疗效和安全性。^[44]

在航空航天领域，发泡剂有多种应用。在航天器的发射过程中，发泡剂可以用于降低噪音和振动。发射过程中，庞大的火箭引擎会产生巨大的噪音和振动，而发泡剂可以减少这些噪音和振动对航天器的影响，提高乘员和设备的安全性^[45][46]。

此外，发泡剂还可以用于航空领域中的绝热材料和防火材料。在飞机的翼面、机身和引擎等部位，发泡剂可以起到保温隔热的作用，提高飞机的燃油效率和飞行性能。另外，发泡剂还可以用于飞机舱内的隔音和防火处理，提高乘客的舒适度和飞行安全性。^[45][46]

发泡剂的应用可以追溯到橡胶工业早期。从1846年汉考克等人发表的关于发泡剂的专利开始，采用碳酸铵和挥发性液体作为发泡剂用于天然橡胶制造开孔海绵制品。随后，碳酸盐作为发泡剂被广泛使用。^[6]

在1940年，杜邦公司提出了第一个工业上应用的有机化学发泡剂，化学名称为二偶氯氨基苯。尽管该物质被认为具有一定毒性和污染性，但在当时仍被广泛应用。此后，一系列有机化合物作为发泡剂被普遍采用，其中最具代表性的是非污染性发泡剂偶氮二异丁腈。^[6]

20世纪50年代，偶氮二甲酰胺以其无臭、无毒、不污染、不助燃等优点，成为发泡剂的主力产品，用量大幅增加。^[18]

20世纪70年代，日本等国又推出了酰肼类发泡剂的代表产品--4,4'-二磺酰肼，该产品本身和分解产物都具有良好的电性能，在高频和超高频电线电缆领域受到青睐。^[6][18]