本发明提供了一种长链支化聚乙烯的制备方法，包括以下步骤：(1)利用高能电子束或γ-射线对基体聚乙烯进行辐照处理，得到预辐照聚乙烯，辐照剂量为1～200kGy；(2)将步骤(1)得到的预辐照聚乙烯和基体聚乙烯进行混合，并搅拌均匀得到预混合物，其中在预混合物中，预辐照聚乙烯为1～99％wt，基体聚乙烯为99～1％wt；(3)将步骤(2)得到的预混合物通过反应挤出制得长链支化聚乙烯。该方法简便易行、成本低廉，所得到的长链支化聚乙烯具有更敏感的剪切变稀性质和更高的熔体强度，适应于各种加工工艺并具有良好加工性能，尤其是在薄膜和发泡领域有较好应用前景。
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