在熱塑性彈性體注塑生產(chǎn)現(xiàn)場，制品表面出現(xiàn)的局部或整體發(fā)白現(xiàn)象，是一個既常見又令人困擾的質(zhì)量缺陷。這種白色區(qū)域可能呈現(xiàn)霧狀、條紋狀或點狀，嚴重時如同覆蓋一層白霜，不僅破壞產(chǎn)品外觀，往往還預示著材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)或性能的潛在損傷。與顏色本身為白色的制品不同，這種非預期的“發(fā)白”是一種失效表征，其背后關聯(lián)著從材料物理變化到化學降解，從工藝參數(shù)失當?shù)侥＞郀顟B(tài)不佳的多種可能性。準確診斷發(fā)白原因，需要像醫(yī)生辨癥一樣，觀察其形態(tài)、追溯其過程、分析其根源。本文將系統(tǒng)梳理導致TPE注塑件發(fā)白的各類機理，提供從現(xiàn)象識別到根因排查的完整解決方案。

現(xiàn)象辨識：發(fā)白的多種形態(tài)與初步判斷

發(fā)白并非單一現(xiàn)象，其表現(xiàn)形態(tài)直接關聯(lián)著潛在成因。首先需進行精確的現(xiàn)象學區(qū)分。

應力發(fā)白：這是最常見的一類。表現(xiàn)為制品在受力彎曲、拉伸或受到?jīng)_擊的部位出現(xiàn)白色條紋或云霧狀區(qū)域。通常，外力撤除后，白色區(qū)域會部分或全部緩慢消失，或在加熱（如吹風機烘烤）后消退。其本質(zhì)是材料微觀結(jié)構(gòu)在應力下的光散射變化。

表面霧狀發(fā)白：整個制品表面或大面積區(qū)域呈現(xiàn)均勻的、類似白霧狀的覆蓋層，可能伴有光澤度下降。這通常與表面微觀粗糙度增加或表層成分變化有關。

局部斑塊狀發(fā)白：不規(guī)則分布在制品表面特定區(qū)域，如澆口附近、熔接痕處、厚薄過渡區(qū)。這種發(fā)白往往邊界相對清晰，與流動或冷卻的局部異常相關。

材料整體性白化：制品截面內(nèi)部也呈現(xiàn)白色，不僅僅是表面現(xiàn)象。這通常指向材料本身發(fā)生了成分或相態(tài)的改變。

準確的初步辨識，是邁向成功診斷的第一步。需要記錄發(fā)白出現(xiàn)的具體位置、與澆口和結(jié)構(gòu)的關聯(lián)性、是否在外力作用下產(chǎn)生、以及加熱后是否可逆等信息。

第一性原理：應力發(fā)白的微觀機理

要深入理解發(fā)白，尤其是占主導的應力發(fā)白，必須從材料微觀世界探尋原因。TPE是一種多相體系，通常包含橡膠相、塑料相、填充油、填料及其他助劑。

當TPE制品受到外部應力作用時，其內(nèi)部會發(fā)生一系列微觀變化。在應力集中區(qū)域，橡膠相的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)被拉伸，塑料相微區(qū)可能發(fā)生形變或取向。更重要的是，材料內(nèi)部原本分散均勻的填料顆粒（如二氧化鈦、碳酸鈣）與聚合物基體之間的界面可能因應力而受損，產(chǎn)生微小的界面脫粘或微裂紋。這些微小的空隙和界面缺陷，其尺寸與可見光波長相近。

當光線照射到這些區(qū)域時，不再像照射到均質(zhì)材料那樣發(fā)生規(guī)則的折射和反射，而是發(fā)生強烈的散射。大量光線被無序地散射出去，只有少量光線按原路徑返回人眼，宏觀上該區(qū)域就失去了透明或半透明特性，呈現(xiàn)出白色。這與天空因大氣分子散射而呈現(xiàn)藍色，云朵因水滴散射而呈現(xiàn)白色的物理原理類似。

因此，應力發(fā)白是一個物理光學現(xiàn)象，其核心是應力誘導產(chǎn)生了微觀不均勻性，導致光散射增強。它不一定立即伴隨材料斷裂，但標志著材料已發(fā)生了不可逆或部分可逆的微觀損傷。

工藝誘因：加工過程中的應力植入

注塑工藝的每一個環(huán)節(jié)，都可能成為向制品內(nèi)部植入殘余應力、進而誘發(fā)發(fā)白的源頭。這些應力在后續(xù)的裝配、使用甚至存放過程中，遇到合適條件便會顯現(xiàn)為發(fā)白。

過度填充與過高保壓：為了克服縮水而一味提高注射壓力或延長保壓時間，會導致型腔被過度壓實。熔體在高壓下冷卻固化，分子鏈段被強制凍結(jié)在伸展狀態(tài)，產(chǎn)生巨大的凍結(jié)取向應力和壓縮應力。這些內(nèi)應力集中區(qū)域，在受到輕微外部干擾時就易顯現(xiàn)為發(fā)白。

不合理的注射速度：過快的注射速度會使熔體產(chǎn)生高剪切，分子鏈高度取向，同時可能因噴射流導致熔體折疊，形成內(nèi)在薄弱面。過慢的速度則使前沿熔體溫度下降過多，粘度增高，充填困難，同樣需要更高壓力，增加內(nèi)應力。

熔體溫度與模具溫度不匹配：
? 熔體溫度過低：物料塑化不均，熔體粘度高，流動困難，需要更高注射壓力，且熔體在型腔內(nèi)不易松弛，殘留應力大。

? 模具溫度過低：熔體接觸冷模壁瞬間冷卻，表層急劇固化，與芯部收縮不同步，產(chǎn)生巨大的皮芯層應力梯度。這種溫差應力是導致發(fā)白，特別是表面霧狀發(fā)白的重要原因。

冷卻不均與脫模粗暴：冷卻水路設計不合理導致模具各部分溫差大，制品收縮不均，產(chǎn)生內(nèi)應力。頂出系統(tǒng)設計不當，如頂針數(shù)量不足、位置不合理、頂出速度過快或斜度不夠，會使尚有余溫的制品在頂出時發(fā)生局部強制性拉伸或彎曲，產(chǎn)生瞬間高應力導致頂出發(fā)白，這在筋位、柱位背面尤為常見。

材料因素：配方與原料的固有影響

材料是內(nèi)因，其配方設計直接決定了制品抵抗應力發(fā)白的本征能力。

橡膠相與塑料相的相容性：TPE的性能依賴于橡膠相與塑料相微觀上的良好相容與結(jié)合。若兩相相容性不佳，界面結(jié)合力弱，在應力下更容易發(fā)生相分離和界面脫粘，從而誘發(fā)強烈的光散射和發(fā)白。這通常與基材選擇、相容劑的使用有關。

填充油的類型與用量：油是降低TPE硬度的關鍵組分，但過量的油或選用與基體相容性差的油品，會削弱相態(tài)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在應力作用下，油相可能發(fā)生局部聚集或遷移，形成散射中心。特別是某些芳香烴含量高的油，遷移傾向更大。

填料的影響：
? 填料類型與表面處理：剛性無機填料如碳酸鈣、滑石粉，若未經(jīng)良好的表面活化處理，與聚合物基體的結(jié)合力弱，是應力下界面脫粘、引發(fā)發(fā)白的潛在弱點。填料粒徑越大、分布越寬、添加量越高，風險越大。

? 顏料的影響：某些顏料，尤其是鈦白粉，既是著色劑也是填料。其粒徑、表面處理和分散狀態(tài)至關重要。分散不良的顏料團聚會成為應力集中點和光散射點。有時發(fā)白現(xiàn)象其實是局部顏料聚集的體現(xiàn)。

材料降解：物料在料筒中停留時間過長，或溫度設置過高，導致聚合物部分降解。降解使分子鏈斷裂，產(chǎn)生低分子物，破壞了材料均一性，也可能導致制品脆化并在受力時發(fā)白。回收料比例過高，因其經(jīng)歷過熱歷史，性能下降，更易發(fā)白。

材料干燥不足：雖然TPE吸濕性不如尼龍等材料強，但少量水分在高溫加工中汽化，可能形成極微小的氣泡或造成塑化不均，影響材料均質(zhì)性，在應力下這些缺陷處易顯現(xiàn)問題。

模具與設計：結(jié)構(gòu)帶來的應力集中

產(chǎn)品的形狀和模具的細節(jié)設計，直接決定了應力在制品中的分布。不合理的設計會成為應力發(fā)白的先天誘因。

銳角與突變截面：產(chǎn)品設計上存在銳角、直角或壁厚急劇變化的區(qū)域，都是天然的應力集中區(qū)。熔體流經(jīng)此處流動不暢，冷卻時收縮不均，會在這些區(qū)域積聚巨大的內(nèi)應力。使用時稍受外力，應力便在此釋放，表現(xiàn)為發(fā)白或開裂。

澆口設計不當：澆口是熔體進入型腔的入口，設計至關重要。
? 澆口尺寸過小：導致熔體通過時剪切生熱大，分子高度取向，并在澆口附近產(chǎn)生高殘余應力。

? 澆口位置不佳：如正對型芯或薄壁，易產(chǎn)生噴射流，形成折疊紋，該處強度低易發(fā)白。澆口位于高受力區(qū)域，也會成為發(fā)白起點。

脫模斜度不足：TPE軟膠彈性好，但脫模時需要足夠的空間讓其彈性恢復。過小的脫模斜度會使制品在頂出時受到劇烈的刮擦和擠壓應力，導致表面拉白發(fā)白，甚至撕裂。

模具表面狀態(tài)：模具紋路過深或拋光不良，會增加脫模阻力。特別是對于光滑表面制品，若模具拋光不到位，局部摩擦系數(shù)大，脫模時會產(chǎn)生很大的局部應力，導致表面被擦傷而發(fā)白。

排氣不良：排氣不暢會導致困氣，氣體被壓縮產(chǎn)生高溫，可能灼傷材料，或形成局部高壓區(qū)影響充填，導致該區(qū)域結(jié)構(gòu)不均，易在應力下顯現(xiàn)問題。

系統(tǒng)性診斷與排查流程

面對發(fā)白問題，應遵循由表及里、由簡到繁的邏輯進行排查。

1. 現(xiàn)象觀察與信息收集：
? 記錄發(fā)白的確切位置、形態(tài)（條紋、霧狀、斑塊）。

? 測試其是否可逆：用手彎曲或拉伸發(fā)白區(qū)域，觀察變化；或用電吹風溫和加熱，看白色是否消退。

? 檢查是否與批次、機臺、模具相關。

2. 快速工藝調(diào)整與驗證：
? 降低注射壓力和保壓壓力：這是判斷是否因過度填充導致內(nèi)應力過大的最直接方法。

? 調(diào)整注射速度：嘗試降低注射速度，觀察發(fā)白是否改善。

? 提高模具溫度：這是緩解皮芯應力、改善表面質(zhì)量的有效手段。

? 優(yōu)化脫模：檢查并拋光頂針，增加脫模斜度，噴涂優(yōu)質(zhì)脫模劑，降低頂出速度。

3. 材料與模具檢查：
? 核對材料批次：檢查是否更換了原料批次或供應商。

? 評估材料干燥：確認干燥工藝是否嚴格執(zhí)行。

? 檢查模具狀態(tài)：重點檢查澆口區(qū)域、脫模斜度、表面拋光、排氣槽是否堵塞。

針對性解決方案與預防策略

根據(jù)不同的根本原因，采取對應的解決措施。

針對工藝應力：
? 優(yōu)化保壓：采用較低的保壓壓力和較短的保壓時間，或采用分段保壓，以剛好消除縮痕為度。

? 控制注射速度：采用中低速注射，使熔體以平緩的層流方式充填型腔。對于薄壁件，可能需要高速填充以防止過早冷卻，但需平衡剪切生熱。

? 提升溫度：在材料允許范圍內(nèi)，適當提高熔體溫度和模具溫度。較高的模溫（如40-60°C）能顯著降低冷卻速率和內(nèi)應力。

? 完善冷卻與頂出：確保模具冷卻均勻。優(yōu)化頂出系統(tǒng)，使用更多、更大面積的頂針或推板，保證頂出力均勻平穩(wěn)。

針對材料問題：
? 優(yōu)化配方：與材料供應商協(xié)作，選擇相容性更好的橡膠相/塑料相組合及增塑劑體系。確保填料和顏料經(jīng)過良好表面處理并充分分散。對于高要求產(chǎn)品，可考慮添加抗應力發(fā)白助劑或相容劑。

? 嚴格控制原料：加強來料檢驗，確保批次穩(wěn)定性。規(guī)范干燥流程。謹慎控制回收料添加比例。

針對模具與設計：
? 優(yōu)化產(chǎn)品設計：所有轉(zhuǎn)角處添加足夠的圓角半徑（R角），避免壁厚突變，采用平滑過渡。

? 改進澆注系統(tǒng)：適當加大澆口尺寸，更改澆口位置以避免直接沖擊或位于高應力區(qū)。對于潛伏式澆口，確保其角度和拋光利于脫模。

? 提升模具質(zhì)量：確保型腔表面達到要求的拋光級別。對于易發(fā)白區(qū)域，適當增加脫模斜度。保證排氣通暢。

后處理與補救：
對于已生產(chǎn)出的、因應力發(fā)白的產(chǎn)品，若發(fā)白程度較輕且未造成結(jié)構(gòu)損傷，可嘗試進行退火處理。將制品置于烘箱中，在低于材料變形溫度10-20°C的條件下，恒溫一段時間（如60-80°C，30-60分鐘），然后緩慢冷卻。此過程有助于分子鏈段松弛，釋放部分內(nèi)應力，可能使發(fā)白現(xiàn)象減輕或消失。但這屬于補救措施，根本仍需從生產(chǎn)和設計端預防。

不同類型發(fā)白的特征與對策速查

發(fā)白類型 主要特征 核心原因指向 優(yōu)先排查與解決方向

應力發(fā)白 外力作用下出現(xiàn)，外力撤除后可部分恢復，加熱可能可逆。常出現(xiàn)在彎曲、受力處。 內(nèi)應力過高（工藝導致）、材料抗應力發(fā)白能力差、結(jié)構(gòu)應力集中。 降低注射/保壓壓力與速度；提高模溫；優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（加大R角）；選用抗應力發(fā)白牌號。

表面霧狀發(fā)白 整個表面均勻霧狀，光澤度低，可能伴有粗糙感。 模具溫度過低；模具表面粗糙或污染；材料降解或析出；脫模劑使用不當或過量。 顯著提高模具溫度；檢查并拋光模具表面；清潔模具，減少或更換脫模劑；檢查料筒溫度是否過高。

澆口附近發(fā)白 圍繞澆口區(qū)域的放射性或圈狀發(fā)白。 澆口尺寸過小導致高剪切；澆口區(qū)域冷卻過快；保壓壓力過高且集中作用于澆口區(qū)。 修改模具，加大澆口尺寸；提高澆口區(qū)域局部模溫；降低保壓壓力，優(yōu)化保壓曲線。

頂出發(fā)白 出現(xiàn)在頂針接觸部位背面，形狀與頂針對應。 頂出不平衡，頂針數(shù)量不足或位置不當；脫模斜度不足；頂出速度過快；模具該處拋光不良。 增加或重新分布頂針；加大脫模斜度；降低頂出速度；拋光頂針對應型腔區(qū)域。

材料整體性白化 制品截面內(nèi)部也發(fā)白，非僅表面現(xiàn)象。 材料嚴重降解（溫度過高、停留時間過長）；顏料或填料嚴重團聚、分散不均；異物污染。 檢查料筒各段溫度，尤其是噴嘴；清理料筒，防止死角積料；檢查原料，測試新批次材料。

結(jié)論

TPE注塑件的發(fā)白問題，本質(zhì)上是材料微觀結(jié)構(gòu)在應力、熱歷史或化學變化作用下，對光線散射行為改變的外在表現(xiàn)。它絕非一個孤立的、單一成因的缺陷，而是材料特性、工藝參數(shù)、模具設計乃至產(chǎn)品結(jié)構(gòu)之間復雜交互作用的結(jié)果。應力發(fā)白作為主流類型，其核心矛盾在于加工中植入的內(nèi)應力與材料自身抗應力發(fā)白能力之間的博弈。

解決這一問題，需要建立系統(tǒng)性的思維：從觀察現(xiàn)象入手，區(qū)分發(fā)白的類型；繼而追溯工藝鏈條，檢查從干燥、塑化到填充、保壓、冷卻、脫模的每一個環(huán)節(jié)；同時審視材料本身的配方合理性與批次穩(wěn)定性，以及模具和產(chǎn)品設計的先天合理性。成功的處理方案，往往不是某個參數(shù)的粗暴調(diào)整，而是多因素協(xié)同優(yōu)化的結(jié)果，例如在適度提高模溫以降低冷卻應力的同時，微調(diào)保壓以平衡縮水，并優(yōu)化頂出系統(tǒng)以避免二次應力。

預防重于糾正。在新產(chǎn)品開發(fā)階段，就應通過合理的結(jié)構(gòu)設計、適當?shù)牟牧线x型、科學的模具設計（如充分的圓角、合理的澆口、足夠的脫模斜度）以及穩(wěn)健的工藝窗口設計，將發(fā)白的風險降至最低。理解TPE發(fā)白的深層原因，不僅是解決一個表面質(zhì)量問題，更是對材料行為、加工原理和結(jié)構(gòu)力學的一次深刻實踐，它推動著工藝控制從經(jīng)驗走向科學，從被動應對走向主動預防。

常見問題解答

問：如何快速判斷發(fā)白是應力引起還是材料降解引起？

一個簡單有效的初步方法是加熱回溫測試。用熱風槍或熱水對發(fā)白區(qū)域進行溫和加熱（注意不要使制品變形）。如果加熱后白色明顯減輕或消失，冷卻后又可能重新出現(xiàn)，這基本可判定為應力發(fā)白，因為加熱使分子鏈松弛，內(nèi)應力釋放，微裂紋或界面脫粘暫時恢復。如果加熱后白色毫無變化，甚至更加明顯，則更可能是材料發(fā)生了化學降解、顏料團聚或永久性的相分離，屬于材料本體問題。

問：有些TPE制品在剛脫模時外觀良好，但放置幾天甚至幾周后表面出現(xiàn)發(fā)白，這是為什么？

這種現(xiàn)象通常屬于延遲應力發(fā)白或遷移性發(fā)白。剛脫模時，制品內(nèi)部雖然存在內(nèi)應力，但尚未達到在表面顯現(xiàn)的臨界點，或者被表面的光亮所掩蓋。在存放期間，內(nèi)應力緩慢釋放和重新分布，可能在局部達到臨界值，誘發(fā)微細裂紋而發(fā)白。另一種可能是配方中某些小分子助劑（如潤滑劑、低分子增塑劑）隨時間逐漸向表面遷移，在表層形成一層微晶或富集層，改變了光散射特性。后者通常伴隨著表面手感的變化，如發(fā)粘或油膩。

問：為什么同樣的材料和工藝，做光面產(chǎn)品不發(fā)白，做紋面（皮紋）產(chǎn)品卻容易發(fā)白？

這與應力集中和脫模阻力密切相關。紋面（特別是較深的皮紋）大大增加了制品與模具的接觸面積和機械咬合力，使得脫模時需要更大的頂出力。同時，紋路的谷底處本身就是幾何上的應力集中點。在脫模過程中，制品表面（尤其是紋路側(cè)面）受到劇烈的拉伸和摩擦，極易產(chǎn)生導致發(fā)白的微損傷。光面制品脫模阻力小，應力分布相對均勻，因此風險較低。解決紋面產(chǎn)品發(fā)白，往往需要更大的脫模斜度、更高效的頂出系統(tǒng)、更佳的模具紋路側(cè)壁拋光，以及適當提高模具溫度以降低材料剛性。

問：調(diào)整工藝時，模溫和保壓壓力都對發(fā)白有影響，應該如何權(quán)衡？

模溫和保壓壓力都需要在一個合理的范圍內(nèi)協(xié)同調(diào)整。優(yōu)先提高模具溫度通常是更安全有效的第一步。較高的模溫（在材料允許范圍內(nèi)）能降低熔體冷卻速率，使分子鏈有更多時間松弛，均勻收縮，從而從根源上減少內(nèi)應力。當模溫提升到合理水平后，再優(yōu)化保壓壓力。目標是使用盡可能低的保壓壓力，以剛好消除主要縮痕為度。高模溫配合低保壓，是獲得低內(nèi)應力制品的常用策略。如果單純降低保壓導致縮水嚴重，則應檢查是否因澆口尺寸過小或位置不當，導致保壓補縮通道不暢，此時可能需要修改模具。

問：對于透明或半透明TPE制品，發(fā)白問題是否更敏感？原因有何不同？

是的，透明/半透明TPE制品對發(fā)白問題極度敏感，因為任何微小的內(nèi)部或表面缺陷導致的光散射都會嚴重影響光學性能。其原因除了前述的應力因素外，還有其特殊性：一是材料均一性要求極高，任何微相的分離、雜質(zhì)的引入、分散的不勻都會導致云霧狀發(fā)白。二是對水解更敏感，微量水分在加工中形成的氣泡或微孔是強烈的光散射源。三是模具溫度和冷卻均勻性要求更苛刻，微小的溫差會導致折射率差異，產(chǎn)生類似發(fā)白的光學干涉現(xiàn)象。因此，生產(chǎn)透明TPE制品需要更純凈的原料、更充分的干燥、更精確的溫度控制和更完美的模具表面。

問：在無法修改模具（如澆口大小、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)）的情況下，如何通過工藝調(diào)整最大限度減輕發(fā)白？

當模具已成定局，工藝調(diào)整是主要手段。可以實施以下組合策略：1. 盡可能提高模具溫度，這是降低冷卻應力的最有效方法。2. 采用“低-高-低”的多段注射速度：起始低速突破澆口，中段高速充填，末段低速以防困氣和過度保壓。3. 降低保壓壓力并縮短保壓時間，尋找不產(chǎn)生嚴重縮痕的臨界點。4. 適當提高熔體溫度，以降低粘度，使充填更順暢，但需嚴防分解。5. 優(yōu)化冷卻時間，確保制品充分冷卻定型后再頂出，減少頂出變形。6. 嘗試對制品進行退火處理作為后補救。同時，與材料供應商溝通，看是否能提供抗應力發(fā)白性能更優(yōu)的替代牌號。