在热塑性橡胶（TPR）注塑成型过程中，起皮是一种常见的表面缺陷，具体表现为制品表面出现一层或多层薄片状的剥离或卷曲，严重时如同皮肤剥落，极大地影响产品的外观质量、手感以及使用性能。这一问题困扰着许多注塑工程师和技术人员。作为一名长期从事高分子材料加工与缺陷分析的资深顾问，我处理过大量TPR起皮的案例，深知其成因复杂，涉及材料、工艺、模具及设备等多个维度。本文将从微观机理入手，系统性地剖析TPR注塑产品起皮的根本原因，并提供一套基于实践、逻辑清晰的诊断与解决方案。文章内容融合了材料科学理论、流变学分析以及生产现场的宝贵经验，旨在为读者提供切实可行的指导。

起皮缺陷的微观本质：界面分离与弱边界层

要根治起皮问题，首先必须理解其物理本质。起皮的本质是材料内部或表层发生了层状分离。在TPR注塑过程中，这种分离通常发生在两个层面：一是熔体内部不同流动层面的熔体破裂；二是材料内部存在一个强度极低的弱边界层。

当熔体在型腔内流动时，由于剪切速率分布不均，靠近模具表面的熔体因冷却而粘度升高，流动缓慢，而中心层的熔体仍保持高温高速流动。这种流动层面的速度差会产生巨大的剪切应力。如果应力超过了熔体自身的强度，或者各流动层之间因材料相容性问题而结合力薄弱，就会导致层与层之间发生滑移和分离，形成肉眼可见的起皮现象。

更为常见的是弱边界层导致的起皮。这个弱边界层可能由多种因素构成：例如，材料中迁移至表面的低分子量添加剂（如润滑剂、操作油）、原料中混入的不相容杂质、材料局部降解产生的低分子物、或是型腔内困住的挥发性气体。这些物质在熔体前沿形成一层“阻隔膜”，破坏了熔体各部分的整体性，在后续熔体填充或保压压力的作用下，这层弱膜与主体材料分离，从而起皮。

因此，解决起皮问题的核心思路就是增强熔体均匀性，消除弱边界层，并促进熔体各流动层面的良好融合。

起皮问题的系统性原因分析

导致TPR起皮的原因不是孤立的，而是材料、工艺、模具、设备四大系统相互作用的结果。任何一方面的失调都可能成为起皮的导火索。

材料因素：根源性的影响

材料是起皮问题的首要排查点。

原料本身的质量与相容性： 不同品牌、不同批次的TPR，其基础聚合物（如SBS, SEBS）的分子量及分布、星形/线形结构，以及操作油的类型和添加量都存在差异。如果使用了分子量分布过宽或相容性差的原料，在加工时容易发生相分离，导致起皮。更重要的是，回料（水口料）的添加比例和处理方式至关重要。回料经过多次热历史，可能已发生部分降解，其分子链断裂，与新材料相容性变差。过高的回料比例是起皮的常见元凶。

原料污染与水分： 生产过程中混入其他不相容的塑料（如PP, PE, ABS等），哪怕比例很小，也足以在TPR基体内形成不相容的微小区域，成为起皮的起点。此外，TPR虽非强吸湿性材料，但若存放环境潮湿，颗粒表面吸附的水分在高温料筒中汽化，形成蒸汽泡，也会在制品表面或内部形成类似起皮的缺陷。

添加剂的影响： 配方中的润滑剂如果添加过量或分散不均，会大量迁移至表面，形成弱边界层。某些低分子量的颜料或色母粒载体，如果与TPR基体不相容，也会导致同样的问题。

材料因素	导致起皮的机理	解决方案方向	预防措施
回料比例过高	降解料与新材料相容性差，形成弱界面	降低回料比例，改善回料质量	控制回料添加比，对回料进行过滤再造粒
原料污染	不相容杂质成为应力集中点和分离起点	清洁设备、料斗，防止交叉污染	建立严格的清机程序和物料管理制度
添加剂过量或析出	在表面形成弱边界层	优化润滑剂等添加剂用量，提高分散性	与供应商协作，优化配方
原料水分超标	汽化产生气泡，导致表层剥离	对原料进行充分干燥	改善原料储存条件，使用除湿干燥机

注塑工艺参数：最关键的控制环节

不恰当的工艺参数是引发起皮最直接、最常见的原因。

温度设置不当：
◦ 熔体温度过低： 这是导致起皮的首要工艺原因。温度过低时，TPR熔体粘度高，流动性差。在注射过程中，熔体内部剪切应力巨大，容易发生熔体破裂。同时，低温熔体在流经模具内的狭小区域（如浇口、筋位）时，会产生极高的剪切热，导致表层物料瞬间过热降解，而内层物料温度仍较低，这种热历史的不均匀性极易引起分层起皮。

◦ 熔体温度过高： 过高的温度会使TPR中的聚合物分子链断裂降解，产生大量低分子物。这些降解物形成弱边界层，导致起皮。同时，过高的温度也可能使操作油等添加剂过度挥发，在模具表面或熔体内部形成气雾，阻碍熔体结合。

◦ 模具温度过低： 过低的模温会使熔体接触到型腔表面时迅速冷却固化，形成一层冷凝皮。后续而来的热熔体需要推开这层冷皮前进，两者无法很好地熔合，导致冷皮被卷起或推积，形成起皮外观。

注射速度与压力不合理：
◦ 注射速度过快： 过快的速度会产生极高的剪切速率，导致严重的剪切应力，超越熔体强度，引发熔体破裂。这种破裂在表面表现为云雾状或橘子皮状，严重时即为起皮。尤其在流道和浇口等狭窄区域，高速注射的剪切效应更为明显。

◦ 注射速度过慢： 速度过慢，熔体前沿温度下降过多，粘度急剧升高，后续熔体需要更大的压力来推动前沿，这同样会产生不稳定的流动和叠纹，增加起皮风险。

◦ 保压压力不足或时间过短： 不足的保压无法将各流动层面的熔体压实融合，且无法有效补偿收缩，可能导致内部缩孔或表面沉降，在应力作用下诱发起皮。

背压与螺杆转速设置不当：
◦ 背压过低： 背压不足会导致熔体塑化不均，熔体中可能含有未完全熔化的颗粒或气泡，这些均是潜在的薄弱点。

◦ 螺杆转速过高： 过高的螺杆转速会产生过多的摩擦剪切热，使熔体局部过热，造成热降解，从而形成起皮。

工艺参数	不当设置的影响	优化调整方向	关键观察点
熔体温度	过低则熔体破裂，过高则降解	设置在材料推荐范围的中上限	熔胶光泽、流动性，有无降解黄变
模具温度	过低则形成冷凝皮，融合不良	适当提高模温（如40-60℃）	产品表面光泽度、熔接痕强度
注射速度	过快则剪切过高，过慢则前沿冷却	采用多级注射，寻找稳定填充速度	流痕、喷射纹、表面光泽均匀性
保压压力/时间	不足则熔体压实不够，结合力弱	增加保压压力，以产品重量确定时间	产品缩水情况、尺寸稳定性

模具与设备因素：硬件基础的保障

模具设计缺陷：
◦ 浇注系统设计不合理： 浇口尺寸过小或流道过窄，会使熔体经过时产生极高的剪切速率和剪切热，是引发熔体破裂和局部降解的常见原因。浇口位置设计不当，可能导致熔体填充路径过长或出现明显的熔接痕，在熔接痕区域容易发生起皮。

◦ 排气不良： 模具排气不畅，困住的空气和物料挥发出的气体在高压下被压缩并卷入熔体，形成气泡或灼烧痕迹，这些气体阻隔了熔体的正常融合，会导致制品表面出现爆皮或剥层。

◦ 模具表面磨损或污染： 模具表面若有锈蚀、油污或残留的脱模剂，会阻碍熔体与型腔的正常贴合，并可能污染熔体前沿，形成弱边界层。

注塑机状态不佳：
◦ 螺杆或料筒磨损： 磨损的螺杆和料筒间隙增大，导致塑化不均，输送能力下降，容易造成物料滞留和降解。

◦ 射嘴孔过小或损坏： 射嘴孔过小会产生类似小浇口的高剪切效应。射嘴若有磨损或冷料，会干扰熔体的平稳注射。

◦ 止逆环损坏： 损坏的止逆环会导致注射时熔体逆流，压力损失，计量不准，从而需要提高注射压力来弥补，增加了剪切过热的可能。

系统性诊断与解决起皮问题的实战流程

当出现起皮问题时，建议遵循以下系统性的诊断流程，避免盲目调试：

第一步：观察与记录
详细记录起皮的现象：发生的位置（是否固定？是否靠近浇口？）、形态（是细小微卷还是大片剥落？）、以及当时的所有工艺参数。这能为原因分析提供重要线索。

第二步：由易到难排查
1. 材料排查： 确认原料牌号、批次是否正确。检查原料是否有污染、是否充分干燥。尝试使用全新料（不加回料）进行短期测试，观察起皮现象是否消失。这是最快速有效的判定方法之一。
2. 工艺参数调整： 如果材料无误，则重点调整工艺参数。调整顺序建议为：
▪ 适度提高熔体温度： 这是解决因温度过低导致起皮的首选措施。每次调整5℃，观察效果。

▪ 调整注射速度： 如果怀疑是剪切过高，则降低注射速度，特别是通过浇口时的速度。如果怀疑是熔体前沿冷却，则适当提高注射速度。

▪ 提高模具温度： 改善熔体流动性和融合性。

▪ 优化保压： 确保足够的保压压力和时间。

3. 检查模具与设备： 如果工艺调整效果不彰，需检查模具排气是否通畅，清理模具表面。检查设备状态，如螺杆、止逆环是否磨损。

第三步：根本措施与长期预防
对于由材料配方或模具设计硬伤导致的问题，需要进行根本性的改进，如与供应商协商调整配方、修改模具浇注系统等。同时，建立标准作业程序，规范原料管理、工艺设定和设备维护，是预防问题再现的长久之计。

常见问题解答

问：起皮和料花（银纹）有什么区别和联系？

答：两者有关联但不同。料花主要是由原料中含有的水分或挥发性物质汽化形成的微小气泡，在制品表面留下的银白色条纹。而起皮是材料的层状剥离。有时，料花可以作为起皮的前兆，因为气泡的存在破坏了材料的致密性，在应力下可能发展为起皮。但二者的根本原因和解决侧重点不同，料花更强调干燥和排气，而起皮更强调材料相容性、剪切和温度控制。

问：为什么同一模具、同一参数，生产几天后才出现起皮？

答：这通常指向一个渐进式的变化过程。可能的原因包括：1. 螺杆或止逆环逐渐磨损，导致塑化效果和注射稳定性变差。2. 加热圈老化，控温不准，导致熔体温度实际逐渐升高。3. 模具排气槽被逐渐堵塞，排气恶化。4. 回料比例在不知不觉中逐渐增加。需要对设备和工艺进行定期检查和标准化管理。

问：对于非常柔软的TPR（如低于50A），起皮问题有何特别注意事项？

答：软质TPR对剪切和温度更为敏感。应特别注意：1. 采用更低的注射速度和螺杆转速，以最大限度降低剪切热。2. 熔体温度和模具温度可设在推荐范围的中下限，防止过热降解。3. 保压压力不宜过高，时间不宜过长，以免产生过大的内应力。4. 模具的脱模斜度要足够，避免顶出时因包紧力过大导致表面撕扯起皮。

问：如何通过观察射出的胶条来判断材料塑化质量？

答：观察从射嘴空射出的熔融胶条。理想的胶条应该光滑、均匀、有光泽，无气泡、无颗粒、无变色。如果胶条表面粗糙、无光泽、有云纹或裂纹，则预示塑化不良，熔体不均，是起皮的高风险信号。如果胶条颜色发黄或有黑点，则说明存在降解。

问：在调整工艺参数时，有没有一个相对安全的先后顺序？

答：有的。一个推荐的保守调整顺序是：1. 微调熔体温度（每次5℃）。2. 调整注射速度（每次10%的变化量）。3. 调整模具温度（每次5-10℃）。4. 调整保压压力和时间。5. 最后考虑调整背压和螺杆转速。每次只改变一个参数，并观察其效果，这样才能准确判断每个参数的影响。

总结而言，TPR注塑产品起皮是一个多因素综合作用的结果。解决它需要具备系统性的思维，从材料、工艺、模具、设备四个方面进行全面的诊断和优化。通过理解其微观机理，遵循由易到难的排查流程，并建立严格的标准化操作，完全可以有效遏制并预防这一缺陷，稳定地生产出表面质量优良的TPR制品。

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