TPE制品以其优良的触感和回弹性被广泛应用于各个领域。然而,在生产过程中,制品内部出现气泡是令许多注塑和挤出厂家头疼的问题。气泡不仅会破坏产品的外观,更会形成应力集中点,导致产品强度下降、装配失效甚至报废。
TPE制品内部产生气泡,本质上是气体被包裹在熔融状态的材料中,在冷却定型前未能顺利排出所致。要彻底解决这一问题,需要从“气体从哪里来”以及“气体为何排不出去”两个维度进行拆解。具体而言,主要由以下四大类原因引起:
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一、物料因素:水汽与挥发物
这是TPE起泡最常见、也是最容易排查的原因。TPE通常由SEBS/SBS基材与大量操作油(白油、环烷油等)混合而成,这种体系天生具有吸湿性。
1.材料受潮未烘干: TPE颗粒在暴露于空气中时会吸收水分。如果直接投入高温料筒,水分会瞬间汽化为水蒸气。由于注塑时的背压不足以将这么多水蒸气逼回料斗,这些气体就会被卷入熔体,带入模具型腔,形成气泡。
2.操作油挥发: 某些低闪点或低粘度的操作油在高温下容易产生挥发性气体。此外,如果TPE配方中添加了容易热分解的助剂(如某些偶联剂、阻燃剂),在加工温度下也会释放气体。
排查特征: 这种气泡通常在制品较厚的地方聚集,切开断面能看到大小不一的球形空洞。
二、工艺参数因素:剪切与压力失控
即使物料合格,不合理的注塑或挤出工艺也会在加工过程中“制造”并“锁死”气体。
1.料筒温度过高: 温度设置过高不仅会导致上述的油类挥发,还可能引起TPE基材(如SBS)的轻微热降解,产生低分子气体。温度过高还会导致熔体粘度急剧下降,使得气体极易混入且难以浮出。
2.背压不足: 背压的作用是在螺杆旋转后退时,将熔体中的气体通过料筒前端的排气孔(或从射嘴处)挤出。如果背压设置过低或为零,螺杆前端的熔体就像一杯没有搅拌的碳酸饮料,气体无法分离排出。
3.注射速度过快与保压不当: 极高的注射速度会产生强烈的“喷射”效应,将流道内的空气卷入型腔深处;如果随后的保压压力不足或保压时间过短,型腔内未被排出的气体无法被压缩溶解到熔体中,冷却后就会留在制品内部形成气泡。
排查特征: 气泡位置不固定,有时伴随明显的表面银丝或流纹,改变射速或保压后气泡数量和大小有明显变化。
三、模具与结构因素:排气受阻
如果气体已经被带入了型腔,模具的排气能力就成了决定是否有气泡的最后防线。
1.模具排气不良: 模具在合模状态下并非绝对密封,通常会在分型面、顶针孔等位置加工极浅的排气槽(深度通常只有0.01-0.03mm)。如果排气槽被TPE溢料(飞边)堵塞,或者设计位置不对,型腔内的空气和熔体带来的气体就会被困在死角。
2.产品结构设计不合理(困气): 如果制品存在壁厚突变、深骨位、盲孔等结构,熔体在快速充填时会将这些区域的空气“封死”在里面,形成所谓的“气穴”。气穴处的气体被极度压缩,温度急剧上升,不仅会留下气泡,还会把该处的TPE烧焦发黑。
排查特征: 气泡位置非常固定,永远出现在制品的同一个死角或最后充填的位置,严重时该处表面有烧焦发黄的痕迹。
四、设备与操作因素:物理卷气
这类原因相对简单,但也容易被忽视。
1.下料口“架桥”: 料斗内的TPE颗粒由于受潮结块或下料不畅,在落料口处形成空洞。此时螺杆在空转打滑,吸入大量空气,随后将这些空气打入熔体中。
2.螺杆转速与松退设置不当: 螺杆转速过快会导致剪切生热和卷气;而射胶结束后的“松退(抽胶)量”过大,会使得喷嘴处产生负压,将空气倒吸进入模具流道。
总结与解决思路
面对TPE制品内部的气泡问题,切忌盲目调机,建议按照以下“三步走”逻辑进行排查解决:
1.第一步:看断面,辨真身。 将制品剖开,如果气泡大且内壁光滑,多半是水分引起;如果气泡小且密集伴随银丝,多半是排气不良或背压不足;如果固定位置有气泡且边缘发黑,绝对是模具困气。
2.第二步:做烘干,定基准。 无论什么情况,先将TPE物料在80℃-100℃下烘烤2-4小时,彻底排除水分干扰。如果烘干后气泡消失,问题便迎刃而解。
3.第三步:调工艺,修模具。 若烘干无效,则依次尝试:提高背压(看气体能否从喷嘴排出)→ 降低注射速度(减少卷气)→ 增加保压压力和时间(压缩气泡)→ 检查并清理模具排气槽。如果确认为结构困气,则必须修改模具,在困气位置增加排气镶件或排气钢。
只有厘清气泡的来源与去路,对症下药,才能从根本上消除TPE制品的起泡缺陷,确保生产的高效与稳定。
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