在热塑性弹性体TPE的制造与应用中，色泽的稳定性是衡量产品质量的重要指标之一。无论是用于日用消费品、汽车部件还是医疗器材，TPE制品非预期的黄变现象都是一个频繁发生且颇为棘手的问题。这种黄变不仅严重影响产品外观，使其显得陈旧或低档，更往往是材料内部发生化学或物理变化的警示信号，可能预示着材料耐老化性能的下降、力学强度的损失乃至使用寿命的缩短。作为一名长期服务于高分子材料行业的技术人员，我曾深入处理过大量TPE黄变案例，其成因错综复杂，涉及材料本身的化学结构、配方体系、加工过程以及使用环境等多个层面。本文将系统性地剖析TPE弹性体颜色变黄的深层原因，并从预防与解决两个维度，提供一套基于实践经验的完整方案。

TPE黄变现象的化学本质与光学原理

要根治黄变问题，首先需理解其本质。TPE的黄变，从光学角度看，是材料对可见光光谱中蓝紫色波段（约400-500纳米）吸收增强，导致反射或透射光中黄色波段相对凸显的结果。而从化学角度探究，这种吸收特性的改变，根本在于材料分子结构发生了变化，生成了新的发色基团。

发色基团通常是不饱和的化学结构，如碳碳双键、碳氧双键（羰基）、共轭双键体系、芳香环或含氮、硫的杂环化合物。这些基团中的电子跃迁所需能量较低，恰好对应于可见光区的能量，从而呈现出颜色。纯的SEBS、SBS等TPE基础橡胶，在合成得当的情况下本应是微黄色至无色的。黄变的发生，意味着在加工或后续使用中，聚合物分子链发生了氧化降解、热降解或光降解，断裂生成不饱和结构或引入了杂原子，形成了诸如醛、酮、羧酸等含羰基的化合物，这些基团是典型的黄色来源。此外，配方中添加剂之间的副反应、外来污染物的引入，也同样会催生发色基团。

因此，解决黄变问题的核心思路，可以归结为阻断或延缓这些发色基团的生成。这需要我们从材料的内因（化学结构、配方）和外因（加工、环境）同时入手，建立一个系统性的防御体系。

聚合物基体的化学结构与热氧稳定性

TPE的种类决定了其抵抗黄变的基本能力。不同化学结构的TPE，其分子链上薄弱环节的活性和数量不同，对热、氧、紫外线的敏感度差异显著。

SEBS与SBS的结构差异及影响：SEBS是SBS的氢化产物。SBS中的聚丁二烯段中间部分含有大量化学活性较高的碳碳双键，这些双键极易被空气中的氧气攻击，发生氧化断链和交联反应，生成黄色的过氧化物、醇、酮等产物，因此SBS基TPE的耐黄变性能天生较差。SEBS经过催化加氢后，中间链段的双键被饱和，转变为更稳定的聚乙烯-聚丁烯结构，其耐热氧老化性能和抗紫外线能力得到质的飞跃，天生耐黄变性优于SBS。然而，即便是SEBS，其分子链末端的化学结构、残留的催化剂等因素也可能成为降解的起点。

其他类型TPE的耐黄变特性：TPU因含有氨基甲酸酯基团和可能存在的芳香族二异氰酸酯结构（如MDI），在紫外线照射下特别容易发生光氧化反应生成醌式结构而严重黄变，因此脂肪族TPU的耐黄变性远优于芳香族TPU。TPEE因其含有酯键，在高温高湿下易水解，也可能导致颜色变化。TPV的耐黄变性则很大程度上取决于其EPDM橡胶相和塑料相（通常是PP）的稳定性以及动态硫化体系的残留影响。

基础聚合物质量的关键作用：同一类TPE，不同供应商、不同聚合工艺生产的基体树脂，其耐黄变性也可能有天壤之别。分子量分布、催化剂的残留量、封端技术的应用、生产过程中的控制精度，都会影响基料的本色和稳定性。选用高品质、低杂质含量的基体树脂是制备耐黄变TPE制品的基础。

不同TPE基体化学结构与耐黄变特性关联

TPE类型	化学结构中的敏感基团	主要黄变诱因	先天耐黄变等级
SBS基TPE	聚丁二烯段碳碳双键	热氧氧化	差
SEBS基TPE	链端残留不饱和键	长期热、紫外线	良至优
芳香族TPU	芳香环、氨基甲酸酯键	紫外线	差
脂肪族TPU	氨基甲酸酯键	长期热氧化	优
TPEE	酯键	热水解、热氧化	中

配方体系：添加剂的双刃剑效应

TPE的配方是一个复杂的平衡体系，其中的各种添加剂在发挥各自功能的同时，也可能成为黄变的催化剂或直接参与者。

增塑油剂的选择与影响：填充油是TPE配方中占比最大的组分之一。石蜡油、环烷油和芳香烃油的分子结构稳定性差异很大。芳香烃油本身颜色深且含有不饱和结构，极易导致黄变和变色，基本不用于对颜色要求高的制品。环烷油和石蜡油色泽较浅，但它们的氧化稳定性是关键。若选用的是精制程度不够、杂质多或易氧化的油品，在加工和使用过程中，油分子会率先氧化生成过氧化物和酸性物质，这些物质不仅自身有色，还会催化TPE基体的降解，引发连锁黄变反应。油的粘度也会影响其迁移性和抗氧化能力。

稳定剂体系的决定性作用：抗氧剂和紫外线 吸收剂是抵抗黄变的核心卫士。抗氧剂分为主抗氧剂（如受阻酚类，负责捕获自由基）和辅助抗氧剂（如亚磷酸酯类，负责分解氢过氧化物）。一个耐黄变配方必须包含一个完整且高效 的稳定剂体系。如果抗氧剂添加量不足、品种单一或不同抗氧剂之间协同效应差，就无法有效阻断氧化降解的链式反应。紫外线吸收剂（如苯并三唑类）和光稳定剂（受阻胺类HALS）对于户外使用的制品至关重要，它们能吸收或淬灭紫外线能量，防止光降解。需要注意的是，某些类型的HALS在含硫环境中可能失效，而一些抗氧剂本身在高温下也可能有轻微的变色倾向，需要进行筛选。

其他添加剂的影响：润滑剂、填料、色粉等都可能影响黄变。一些低分子量的润滑剂可能挥发或迁移，影响体系稳定性。某些填料如果含有铁、锰等重金属离子，会强烈催化氧化反应。即使是钛白粉这样的白色颜料，其晶型（金红石型优于锐钛型）和表面处理也影响其光催化活性，进而影响制品的耐候性。

TPE配方中关键添加剂对黄变的影响及控制

添加剂类型	可能导致黄变的原因	优选方案与注意事项	在配方中的角色
填充油	自身氧化、含杂质、催化降解	选择高精制、高饱和度的白油或石蜡油	调节硬度、成本、加工性
抗氧剂体系	种类不当、剂量不足、协同性差	采用酚类+亚磷类复配，足量添加	阻断热氧降解，核心稳定保障
紫外线稳定剂	缺失或无效（针对户外用途）	依据使用环境添加UVA和/或HALS	防止光氧化降解
颜料与填料	含催化性离子、自身不耐候	选择表面处理、耐候性好的品种	着色、填充、可能引入不稳定因素

加工工艺：热历史与剪切历史的控制

即使拥有了耐黄变的配方，不当的加工工艺也会前功尽弃。注塑、挤出等过程本质上是TPE材料经历热和剪切作用的过程，控制不当就是一次加速老化实验。

温度与时间的精确控制：加工温度是影响黄变的最关键工艺参数。温度过高，会直接导致聚合物分子链的断裂和交联，生成不饱和结构和发色基团。每种TPE材料都有一个推荐的加工温度范围，超出上限，降解速率呈指数级增长。停留时间同样至关重要。物料在料筒中滞留时间过长，相当于经历了长时间的热老化。这在开机、关机、换料或生产小件制品周期长时尤为突出。对于热敏感的材料，必须避免在高温下长时间停留。模具温度主要影响冷却速率和内应力，对短期黄变影响相对间接，但影响制品后期的老化行为。

剪切作用的潜在危害：螺杆在塑化、输送物料时会产生强烈的剪切作用。过高的螺杆转速、不合理的螺杆几何结构（特别是过小的压缩比或过于尖锐的混炼元件）会产生过量的剪切热，导致局部温度远超设定值，引起热机械降解。这种降解往往从局部开始，导致制品中出现黄点或条纹。背压过高同样会增加剪切作用。设备如果存在死角，如磨损的螺杆料筒间隙、阀芯或喷嘴部位，物料会滞留并反复受热剪切，成为降解的源头，污染后续的正常物料。

生产操作与设备维护：规范的操作流程是稳定的保证。开机前升温时间不宜过长，生产结束后应及时用聚丙烯等稳定型材料清洗料筒。定期检查加热圈、热电偶的可靠性，确保实际温度与显示温度一致。对于磨损严重的螺杆和料筒，应及时修复或更换，以避免塑化不均和局部过热。

加工工艺参数对TPE黄变的影响及优化策略

工艺参数/操作	不当设置的后果	对黄变的具体影响	优化控制指南
加工温度	过高，超出材料推荐范围	直接热降解，分子链断裂生成发色团	在保证良好流动下，使用推荐范围中下限温度
物料滞留时间	过长，尤其在高温下	累积热氧老化，相当于加速寿命试验	优化周期，避免小机器生产大制品，停机及时降温清料
螺杆转速与背压	过高，产生过量剪切热	局部过热导致热机械降解，产生黄点	在保证塑化质量下，采用中低转速与背压
设备清洁与状态	存在死角或污染	降解料污染正常料，导致整体或局部黄变	定期清理，用清洗料过渡，保证设备完好

使用环境与后期老化

制品出厂时颜色合格，但在储存或使用过程中变黄，这属于后期老化问题，主要与环境因素有关。

紫外线辐射：紫外线是导致户外制品黄变的主要元凶。紫外线光子能量高，足以打断许多化学键。对于不含紫外线稳定剂的TPE，特别是含有不饱和结构或芳香环的品种，在阳光下会迅速黄变甚至脆化。即使是SEBS这类耐候性较好的材料，长期暴晒也会发生缓慢的光氧化。

热与氧：高温环境会大大加速氧化速率。例如，安装在汽车发动机舱内的TPE部件、长期在高温环境下使用的电器密封圈等，其使用温度远高于室温，氧化速度加快，需要更高耐热等级的配方设计。环境中臭氧浓度较高时，也会攻击不饱和键，导致表面龟裂和变色。

接触性污染：TPE制品若与某些化学品接触，可能发生物理迁移或化学 反应导致黄变。例如，接触含氮氧化物（NOx）的烟雾、包装材料中挥发出的胺类化合物、或与某些橡胶、PVC等相邻存放时，增塑剂等小分子可能相互迁移，引发变色。

构建系统性解决方案：从预防到纠正

应对TPE黄变，必须采取预防为主、标本兼治的系统性策略。

第一阶段：根源预防与材料设计。这是最有效也是最经济的策略。根据最终产品的使用环境选择基体：户外或对耐黄变要求极高的产品，首选氢化SEBS基TPE或脂肪族TPU。室内普通用途可考虑SBS基，但需配以强效稳定体系。与原材料供应商紧密合作，制定耐黄变配方，确保使用精制白油、足量高效的复配抗氧剂（如1010/168体系），并根据需要添加紫外线稳定剂。建立严格的来料检验标准，对每批基料和油品进行热稳定性测试（如氧化诱导期OIT测试）。

第二阶段：加工过程的精细化管理。制定并严格遵守标准化作业程序。明确每种物料的干燥条件、加工温度范围、螺杆转速和背压上限。利用统计过程控制技术，监控关键工艺参数的变化。对新模具或开机初期，可用热稳定性更好的清洗料或纯PP进行过渡清洗。定期对设备进行维护保养，确保温控系统准确，无死角残留。

第三阶段：使用与储存条件的规范。向客户明确产品的使用环境限制。对于需在户外或恶劣环境下使用的产品，应在设计阶段就提出耐候性要求。指导客户采用合理的储存条件，避免高温、阳光直射，并避免与可能引起污染的物质接触。

第四阶段：问题发生后的诊断与纠正。当黄变问题发生时，需系统排查。检查黄变是均匀发生还是局部出现？是加工后立即发生还是存放后出现？通过热重分析、红外光谱等手段分析黄变样品，与正常样品对比，寻找降解或污染的证据。回顾生产记录，检查当时的工艺参数是否有波动。通过小批量试验，逐一排除可能因素，锁定根本原因。

TPE黄变问题系统性诊断与应对指南

问题现象特征	重点怀疑方向	诊断方法与实验	纠正与预防措施
加工后立即均匀黄变	加工温度过高、物料热稳定性差	检查温度设定与校准，测试原料OIT	降低加工温度，更换或优化稳定剂体系
局部黄变、黄纹	螺杆剪切过热、设备死角积料	检查螺杆转速、背压，拆卸清理设备	优化螺杆参数，彻底清理设备，定期保养
存放或使用后逐渐黄变	抗氧剂不足、紫外线照射、环境腐蚀	分析使用环境，模拟老化实验	增强稳定体系，添加紫外线防护，改善使用环境
批次间黄变程度不稳定	原材料批次差异、工艺波动	对比不同批次原料，审查生产记录	加强来料检验，固化并监控关键工艺参数

总结

TPE弹性体的黄变是一个多因素交织的复杂问题，是材料内在稳定性与外部环境应力相互博弈的结果。解决这一问题，需要从业人员具备扎实的高分子化学知识，对配方体系有深刻理解，同时对加工工艺拥有精准的控制能力，并建立起全面的质量管控意识。通过从聚合物选型、配方设计、加工控制到使用指导的全流程系统性管理，完全可以将黄变风险降至最低，生产出颜色稳定、品质卓越的TPE制品。

常见问题

问：为了防黄变，是不是抗氧剂加得越多越好？

答：并非如此。抗氧剂存在一个最佳添加浓度，超过此浓度，效果提升不明显，甚至可能因相容性问题而析出，反而带来负面影响。关键是选择高效、相容性好的抗氧剂并进行科学复配，而非简单增加用量。

问：我们生产的白色TPE制品，存放一段时间后靠近窗口的一侧变黄了，是什么原因？

答：这是典型的光氧化黄变，由紫外线引起。白色制品因钛白粉对紫外线的催化作用可能更为敏感。解决方案是在配方中添加足量的紫外线吸收剂和光稳定剂，并改善产品包装和储存条件，避免阳光直射。

问：如何快速评估一种TPE材料的耐黄变性能？

答：常用的加速老化测试方法包括：热空气老化试验（如置于100-120℃烘箱中一定时间后观察颜色变化）、紫外线老化箱测试、以及更精密的氧化诱导期测试。这些测试可以相对快速地预测材料的长时期耐黄变能力。

问：能否在发生黄变的TPE制品表面进行处理（如喷涂）来覆盖黄色？

答：从技术上讲可以，但通常是治标不治本。表面涂层可能存在附着力、耐磨性、手感改变等问题，且黄变本身意味着材料可能已降解，其内部性能或许已下降。最根本的还是解决材料本身和加工过程中的问题。

问：听说有“抗黄变剂”，它和普通抗氧剂有什么区别？

答：市场上所谓的“抗黄变剂”通常是一类具有特殊结构的化合物，它们不仅能捕获自由基，还能有效地分解氢过氧化物，或者通过化学反应将已经生成的发色团转化为无色物质，从而更直接地针对黄变现象。它们可以与常规抗氧剂协同使用，效果更佳。

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