在热塑性弹性体注塑成型车间，冷胶是让许多从业者感到棘手的一种缺陷。它指的是在最终制品表面或内部，存在未能完全熔融、与本体材料充分融合的微小胶粒或胶块。这些冷胶通常颜色和光泽与周围基体不同，可能呈现为斑点、云纹或凸起的颗粒，严重影响产品的外观、手感以及物理性能，尤其是在对表面要求苛刻的医疗、消费品和汽车部件中，这直接意味着废品。从业多年，我处理过无数起冷胶投诉，深知其反复发作的顽固性。它并非总是由单一原因引起，而往往是材料特性、工艺参数、模具状态及设备维护等多个环节细微失察共同作用的结果。本文将深入剖析冷胶产生的根本原因，并系统性地提供从快速应急到根本预防的全套处理策略，旨在帮助您彻底驯服这一顽疾，实现稳定高效的生产。

冷胶现象的本质与识别

要处理冷胶，首先必须准确识别它。冷胶并非简单的杂质，其本质是TPE材料在注塑过程中经历了不完整的塑化历程。一部分物料由于受热不足或受热不均，未能达到充分的熔融状态，便在高压高速的注射中被裹挟进入型腔，最终冷却定型在制品内部或表面。它与银纹、料花、缺胶等缺陷有区别。冷胶的典型特征是形态相对独立，边界较为清晰，质地通常比周围基体更硬，有时在透明或浅色制品中可见其内部结构略有不同。

从微观流变学角度理解，TPE作为一种多相体系材料，其塑化过程依赖于螺杆的剪切热和机筒的外加热共同作用。当物料在料筒中前行时，任何导致其热历史不均衡的因素，都可能催生冷胶。例如，螺杆的某个剪切区间过弱，或机筒加热环失效，就会产生局部未熔融的冷料核心。这些冷料核心如果在注射前未被螺杆头部的止逆阀有效阻挡，便会率先进入模具流道和型腔。由于温度低、粘度高，它们无法与后续热熔体充分混合，最终成为嵌入制品的缺陷。识别冷胶需要细致观察其位置、形态和发生规律。是随机分布还是固定出现在浇口附近？是每模都有还是周期性出现？这为后续的根源诊断提供了第一手线索。我曾遇到一个案例，冷胶总是出现在制品同一侧的厚壁区域，最终追踪到是模具对应位置的冷却水路堵塞，导致局部过冷，热熔体在此过早凝固，与后续熔体融合不良，形成了类似冷胶的痕迹。因此，准确判断是处理问题的第一步。

系统性根源剖析：冷胶从何而来

冷胶的产生是一个系统性问题，必须从物料、机器、模具、方法、环境五个维度进行全方位审视。任何一个环节的疏漏都可能成为冷胶的源头。

材料因素是基础。不同种类和牌号的TPE，其熔融特性、粘度、热稳定性差异显著。某些高硬度或高填充的TPE牌号，需要更高的加工温度和更强的剪切才能充分塑化。如果工艺参数未相应调整，极易产生冷胶。材料的热稳定性也不容忽视，反复加热或停留时间过长，会导致材料降解，降解物可能形成难以熔化的硬点，成为另一种形式的冷胶。此外，材料污染是常见诱因。不同颜色、不同型号的TPE料混用，或料筒中残留了之前加工的高熔点塑料（如PC、PA），这些异物在后续TPE加工温度下无法完全熔融，直接成为冷胶。吸湿的TPE材料在熔融时，水蒸气会促使熔体起泡并可能携带未熔粒子，形成表面瑕疵。

工艺参数设置是核心。温度是首要关键。机筒温度设置过低，特别是靠近料斗的后部一、二区温度不足，物料无法在压缩段开始有效熔融塑化，是产生冷胶的典型原因。喷嘴温度过低，会导致流经此处的熔体前锋冷却，这部分冷料在下一模次被首先注射出去。背压不足，会使得螺杆在旋转后退时，对前端熔体压实不够，熔体密度不均，且可能夹带空气，影响塑化均匀性。注射速度过快，有时会因剪切生热过剧导致材料局部降解，但另一方面，如果速度过慢，熔体在流动中散热过多，前锋料温下降，也可能形成冷料。螺杆转速过高，可能导致物料在机筒内停留时间过短，剪切生热来不及传导至物料核心，造成塑化不均。

模具与浇注系统设计扮演着关键角色。冷料井设计不当或容量不足，无法有效捕获注射初期温度较低的熔体前锋，这部分冷料便会流入型腔。浇口尺寸过小，会导致熔体通过时产生极高的剪切速率，虽然剪切生热能提升温度，但也可能引发材料焦烧，而焦烧的碳化颗粒即成为冷胶。流道系统设计不合理，存在流动死角或过长过细，熔体在流道中冷却凝固，在后续注射中被冲入产品。模具温度过低，会加速熔体在型腔内的冷却，当两股熔体汇合时，如果前沿温度已过低，便会融合不良，形成类似冷胶的熔接痕。

注塑设备状态是硬件保障。螺杆或机筒的磨损是最隐蔽也最棘手的问题之一。磨损会导致螺杆与机筒间隙增大，降低塑化能力和剪切效果，物料容易在磨损区域滞留并得不到充分加热，形成塑化不均的冷料。止逆阀磨损或损坏，无法有效防止熔体在注射期间从螺杆前端回流，同时也会在塑化时夹带未完全熔融的物料。加热圈老化或热电偶测温不准，导致实际温度与设定值偏差巨大，特别是某个加热区失效，会在物料前进路径上制造出一个低温区。喷嘴内部有损伤或孔径不匹配，造成熔体滞留和冷却。

冷胶产生主要原因与表征对应表

原因类别	具体可能原因	常见表征
材料相关	材料牌号选择不当，熔融困难；材料污染或混料；材料吸湿降解；回用料比例过高或降解。	冷胶随机分布，可能伴有颜色差异或气泡。
工艺参数	机筒温度（尤其后段）设置过低；背压不足；注射速度过慢或过快；螺杆转速不当；循环周期过短。	冷胶多出现在浇口附近或熔体最后填充区域。
模具系统	冷料井缺失或过小；浇口尺寸过小；流道系统存在死角；模具温度过低。	冷胶固定出现在特定位置，如靠近冷料井或流道末端。
设备状态	螺杆/机筒磨损；止逆阀损坏；加热圈失效；喷嘴堵塞或损坏。	冷胶呈周期性或渐进性增多，伴有塑化不均、注塑压力上升等现象。

实战处理流程：从应急到根治

当生产中出现冷胶时，一套系统、有序的排查和处理流程至关重要，可以避免盲目调机，浪费时间和原料。

第一步：观察与记录。立即停机，保留含有冷胶的样品。详细记录冷胶出现的精确位置、大小、形态、频率（每模都有还是间歇性出现）。同时，记录下当前的完整工艺参数，包括各段温度、压力、速度、时间等。观察模具流道和冷料井中是否有异常残留物。

第二步：快速工艺调整（应急处理）。在确认材料干燥充分且无污染的前提下，可尝试以下调整，并每次只改变一个参数，观察效果。首先，适当提高机筒后段（第一、二区）温度5-10°C，确保物料在压缩段开始充分熔融。其次，适当提高背压，增加熔体的密实度和均匀性，帮助排出气泡和促进塑化。第三，检查并优化螺杆转速，对于易产生冷胶的材料，可尝试适当降低转速，延长物料受热时间。第四，采用多级注射，在注射初期使用较慢的速度，让熔体平稳地推动冷料井中的冷料，避免其进入型腔。这些调整可能快速缓解或消除冷胶，但需注意可能对周期或其他质量特性（如尺寸）产生的影响。

第三步：模具与浇注系统检查。如果工艺调整效果有限，需重点检查模具。确认冷料井的设计是否合理，容量是否足够，位置是否恰当。检查浇口和流道是否有损伤、毛刺或堵塞，这些地方容易挂住冷料。检查模具排气是否顺畅，排气不良可能导致局部高温烧焦，焦粒成为冷胶。核实模具温度是否均匀，特别是冷胶出现区域的模温，必要时提高该区域模温，改善熔体流动性。

第四步：设备状态深度诊断。这是解决顽固性、周期性冷胶问题的关键。需要检查螺杆和机筒的磨损情况，可通过观察注射时螺杆的射退是否平稳，或测量螺杆间隙来判断。检查止逆阀的密封性，手动推动螺杆头，看是否有明显回流。使用测温仪校准各加热区的实际温度，确保与设定值一致。检查喷嘴加热圈是否工作正常，喷嘴孔是否有磨损或部分堵塞。

第五步：材料与生产管理复查。确认所使用的TPE材料是否适用于当前产品和工艺窗口。检查原料是否受到污染，包括检查料斗、干燥桶、输送管道。审查回用料的使用比例和处理工艺，过高的回用比例或不当的破碎料尺寸都会增加冷胶风险。

TPE成型冷胶问题排查与处理行动清单

排查顺序	重点检查项目	处理行动	预期目标
1. 初步观察	冷胶位置、形态、发生频率；当前工艺参数。	记录并拍照，建立问题基线。	明确问题特征，避免盲目调整。
2. 工艺调整	机筒后段温度、背压、注射速度曲线、螺杆转速。	逐步微调参数，一次只变一项。	尝试快速消除或减轻冷胶现象。
3. 模具检查	冷料井、浇口、流道、排气槽、模温。	清洁、抛光、修复损伤，调整模温。	确保浇注系统畅通，模温均匀。
4. 设备诊断	螺杆/机筒磨损、止逆阀、加热圈、喷嘴。	测量、校准、清洁或更换损坏部件。	恢复设备基础性能，确保塑化质量。
5. 材料管理	材料牌号、干燥情况、污染、回用料。	更换合格原料，清理供料系统，控制回用比例。	杜绝材料源头的污染和不当使用。

核心解决方案详解：工艺参数的精细优化

工艺优化是处理冷胶最直接、最常用的手段。其核心思想是确保TPE物料在注射前获得充分、均匀的塑化，并平稳地填充型腔。

温度控制策略。针对TPE，通常推荐使用中间高、两头稍低的机筒温度曲线。但为了防止冷胶，需要特别关注进料段（第一、二区）的温度。此区域温度不能过低，否则物料过早压实，会阻碍向前输送并影响剪切热生成；但也不能过高，否则物料表层过早熔融粘附在机筒上，导致打滑和塑化不均。一个实用的技巧是将第一区温度设置为材料熔融起始点之上约20-30°C。喷嘴温度应设置为接近或略低于熔体温度的最高值，以防止流涎，但必须保证足够高，避免冷料在喷嘴处形成。模具温度对冷胶也有影响，适当提高模温（在TPE允许范围内，如40-60°C），可以延缓熔体前锋的冷却速度，有利于熔体融合，减少因前锋料温过低形成的冷胶样缺陷。

背压与螺杆转速的协同。背压是防止冷胶的强力工具。增加背压可以提高熔体密度，排出熔体中的气体，并增强螺杆对物料的剪切和混合作用，从而提升塑化均匀性。对于TPE，背压值通常设置在3-10 bar之间，可根据具体材料调整。但背压过大会导致物料在机筒内停留时间过长，增加能耗和过热风险。螺杆转速应与背压配合调整。对于易产生冷胶的高粘度或高填充TPE，宜采用中低转速配合中高背压，给予物料充分的熔融时间。可以通过观察螺杆后退时的稳定性和熔体射出的光泽、均匀度来判断塑化质量。

注射速度曲线的设定。注射速度不宜全程高速。推荐采用多级注射速度控制。第一级，使用慢速（通常为最大速度的10-30%）注射，让熔体平稳地流过浇口并充满冷料井，此低速段行程需设置合理，确保冷料被有效捕获在冷料井内。第二级，切换到高速填充，快速完成型腔大部分区域的填充，防止熔体过早冷却。第三级，在填充末端切换为低速，以降低保压切换时的压力冲击，并利于排气。这种慢-快-慢的速度曲线能有效管理熔体前锋温度，是避免冷胶和喷射纹的关键。

模具与设备的针对性改进

工艺调整有极限，当优化到一定程度后，模具和设备的改进就成为根治冷胶的必要投资。

模具的优化设计。冷料井的设计是重中之重。对于主流道型浇口，必须确保主流道末端的冷料井有足够的直径和深度，通常其直径为流道直径的1.5倍左右。对于点浇口或潜伏式浇口，应在分流道末端设置冷料井。冷料井的位置应正对来自喷嘴的熔体冲击方向，才能有效捕获冷料。浇口尺寸需要优化，在满足填充压力和剪切速率要求的前提下，适当增大浇口尺寸，可以降低熔体通过时的剪切生热和压力损失，减少材料降解和冷料生成的风险。流道设计应圆滑流畅，避免直角转弯，所有转角处应采用圆弧过渡，减少流动死角和剪切热聚集。抛光流道和浇口表面，降低流动阻力。

注塑机的维护与选型。定期检查并记录螺杆和机筒的间隙是预防性维护的核心。当间隙因磨损增大到一定程度（通常是直径的0.003-0.005倍以上），塑化能力会显著下降，必须考虑修复或更换。止逆阀的检查应纳入日常保养，确保其密封面完好，动作灵活。加热系统的校准应每季度进行一次，使用接触式或红外测温仪对比各段设定温度与实际温度。对于长期加工TPE的机器，考虑选用针对弹性体优化的螺杆。这种螺杆通常具有较长的压缩段和较浅的螺槽深度，能提供更柔和、更均匀的塑化，特别适合对剪切敏感的热塑性弹性体。

外围设备的配合。使用除湿干燥机对TPE原料进行充分干燥，避免水分汽化引起熔体不均。在料斗与机筒进料口之间安装磁力架，吸附可能混入的金属杂质。对于需要频繁换色的情况，可以考虑使用专用螺杆或机筒，避免颜色污染引起的冷胶样瑕疵。

针对冷胶问题的设备与模具维护检查表

检查对象	检查项目与标准	维护/改进措施
注塑机螺杆	测量螺杆与机筒间隙，检查螺棱磨损情况。	间隙超标则修复或更换；选用弹性体专用螺杆。
注塑机机筒	检查内壁磨损、划痕，校准加热圈及热电偶。	磨损严重则镗磨或更换；修复加热系统。
止逆阀	检查阀芯与阀座的密封面磨损，动作灵活性。	清洗、抛光或更换损坏的止逆阀组件。
喷嘴	检查孔径是否磨损扩大，内部是否有烧焦残留。	清理或更换喷嘴；选用孔径匹配的喷嘴。
模具冷料井	检查尺寸、位置是否合理，是否易于脱模。	加大加深冷料井；优化位置正对熔体流向。
模具流道与浇口	检查有无损伤、毛刺，抛光是否良好。	抛光流道浇口；扩大浇口尺寸（在允许范围内）。

材料管理与生产操作规范

再好的设备和工艺，也需要正确的材料和规范的操作来支撑。

材料的选择与预处理。与材料供应商密切沟通，说明产品结构和外观要求，选择流动性合适、热稳定性好的TPE牌号。对于薄壁或复杂结构，可选用高流动牌号。严格遵循材料的干燥要求，使用除湿干燥机，并将干燥后的物料置于保温料斗中，防止再次吸湿。不同颜色、不同硬度的TPE材料必须严格分开储存和使用，换料时必须彻底清洗料筒和螺杆。对于清洗，建议采用TPE专用清洗料或使用后续要加工的高流动性、高稳定性塑料（如PS）进行过渡清洗，避免使用PE或PP，因为它们可能与TPE相容性差，导致清洗不净。

回用料的管理

回用料的使用是双刃剑。必须严格控制回用比例，通常建议新料比例不低于70%。回用料必须经过良好破碎，颗粒大小均匀，并需要经过充分干燥。最好将回用料与新料按固定比例预混均匀后再使用，避免直接倒入料斗造成比例波动。对于表面要求极高的产品，应考虑不使用或使用极低比例的回用料。

规范化的操作流程。制定标准的开机、停机、换料和清机程序。开机时，必须将料筒温度升至设定值并保持足够时间（通常20-30分钟），确保各段温度均匀稳定，再开始注射操作。生产结束后，如果停机时间较长，应用清洗料清洗料筒，或将料筒温度降至TPE的软化点以上、熔点以下进行保温，防止材料分解。操作员应接受培训，能够识别冷胶等缺陷，并了解基本的初步应对措施。建立生产记录，记录每批生产的工艺参数、材料批号和产品质量状况，便于问题追溯。

案例深度解析：从问题到解决方案

案例一：某企业生产TPE软胶手柄，浇口对面区域周期性出现不规则云状斑纹，疑似冷胶。初步工艺调整效果不佳。经系统排查，发现当提高背压时，问题有所缓解但不稳定。检查设备，发现螺杆磨损在正常范围内。最终，在检查模具时，发现对应出现斑纹的型腔区域，其冷却水路接口处有轻微泄漏，导致该区域模温显著低于设定值。熔体流经此过冷区域时，表面迅速凝固，与后续热熔体融合不良，形成类似冷胶的斑纹。修复水路后，问题彻底解决。此案例说明，模具局部冷却异常是冷胶的诱因之一。

案例二：一家工厂在切换为新的黑色TPE牌号后，制品表面开始出现零星白色小点。判断为污染性冷胶。排查原料，未发现明显杂质。追溯生产记录，发现切换前加工的是白色TPE制品。尽管进行了常规清洗，但可能不彻底。停机后，拆下喷嘴和螺杆前端，发现止逆阀组件和螺杆头螺纹处仍有少量白色残留物。进行深度清洗并更换了磨损的止逆阀环后，再生产黑色TPE，白色冷胶点消失。此案例强调了换料时彻底清洗的重要性，以及设备死角对污染的影响。

这些案例告诉我们，处理冷胶问题需要耐心和系统性思维，不能头痛医头，脚痛医脚。必须遵循从工艺到模具，再到设备、材料的排查顺序，结合观察、分析和测试，才能找到真正的根源并予以根治。

总结与预防性文化

处理TPE成型时的冷胶问题，是一项结合了科学原理和实践经验的工作。它要求从业者不仅理解TPE材料的特性、注塑工艺的机理，还要对模具和设备有深入的了解。最有效的方法，是建立一套预防性的生产文化和维护体系。这包括定期对设备进行预防性维护，对模具进行保养，对工艺参数进行标准化和优化，对原材料进行严格管理，以及对操作人员进行持续培训。当每一个环节都得到控制，冷胶问题将从频繁发生的故障，转变为偶尔出现的异常，并能被快速识别和解决。质量的稳定性，正是建立在这样系统化、精细化的日常管理之上。记住，没有突如其来的缺陷，只有未被发现的隐患。持续改进，追求零缺陷，应是每一位注塑人的目标。

常见问题

问：冷胶和银纹看起来有点像，如何快速区分？
答：冷胶通常是独立的、边界相对清晰的未熔颗粒或胶块，摸上去有时有凸起感，颜色和光泽可能与本体不同。银纹则是由于材料降解或水分汽化形成的细小裂纹状或云雾状纹路，通常沿流动方向发散，面积较大，没有清晰的颗粒感。一个简单的判断方法是，冷胶往往在开模时即已存在，而银纹有时在制品刚取出时不明显，放置一段时间后可能变得更明显。

问：提高机筒温度是解决冷胶的首选方法吗？

答：不一定，需谨慎使用。提高温度，特别是提高后段温度，有时能改善塑化，消除因塑化不足引起的冷胶。但盲目提高整体温度，尤其是过高的熔体温度，极易导致TPE材料热降解，反而产生因降解物形成的硬质冷胶点，甚至引发材料焦烧。正确的做法是首先检查并确保后段温度设置合理（足以启动熔融但不过高），然后优先考虑调整背压和螺杆转速来改善塑化均匀性。

问：背压是不是越大越好，对消除冷胶越有效？

答：不是。适当的背压能增加熔体密度和均匀性，帮助排出气体，对消除冷胶有益。但过高的背压会导致物料在机筒内停留时间过长，剪切过热，同样会引起TPE降解，增加能耗，加速螺杆机筒磨损。对于TPE，背压一般设置在3-10 bar范围内调整，以螺杆平稳后退、熔体致密光亮为准。应从较低背压开始尝试，逐步增加至效果最佳点。

问：每次停机后再开机，前几模产品总有冷胶，该如何避免？

答：这是典型的开机冷胶问题。主要原因是停机后，停留在喷嘴和螺杆前端的物料冷却凝固。解决方法包括：1. 正式生产前，进行多次对空注射（射胶），直到射出的熔体条均匀、光亮、无气泡和杂质为止。2. 优化停机程序，停机前用清洗料或热稳定性好的塑料（如PS）清洗料筒。3. 如果停机时间不长（如几小时），可将料筒温度降低至TPE的软化温度以上进行保温，避免材料完全冷却又防止过热降解。

问：使用回用料一定会导致冷胶吗？如何控制？

答：不一定，但会显著增加风险。回用料经过多次加热剪切，可能已发生部分降解，分子链变短，流动性可能改变，且可能含有杂质。控制的关键在于：严格限制回用比例（建议不超30%）；确保回用料经过良好破碎、清洁和充分干燥；将回用料与新料预混均匀；对于外观要求极高的表面层，避免使用回用料或使用极低比例。

问：模具的冷料井应该多久检查或清理一次？

答：冷料井应纳入模具的定期保养计划。建议每生产8-12小时或每班次交接时，检查一次冷料井的脱模情况和是否有残留物。每生产一个批次或每周，应进行一次彻底的模具保养，包括清理、抛光冷料井和流道。如果发现冷料井有损伤或拉毛，应及时修复，否则会妨碍冷料顺利脱模，甚至拉伤冷料井，产生新的毛刺挂住冷料。

问：如何判断螺杆或止逆阀是否磨损严重需要更换？

答：有几个迹象：1. 塑化时间明显延长，且背压设定不变的情况下，螺杆后退变得不稳定。2. 注射压力波动大，要达到相同注射量需要更高的设定压力。3. 产品重量不稳定，或出现周期性波动。4. 熔体射出不均匀，有爆鸣声或气泡。5. 观察射出的熔体条，表面粗糙、有云纹或颗粒。当出现这些情况，且排除材料和工艺原因后，应停机测量螺杆与机筒间隙，检查止逆阀密封面。间隙超过螺杆直径的0.005倍或止逆阀有明显磨损沟槽时，应考虑维修或更换。

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