在热塑性弹性体的生产、储存与应用过程中，非预期的颜色变化——尤其是发黄现象，是一个频繁遇到且颇为棘手的挑战。无论是洁白的厨具手柄、晶莹的数码产品保护套，还是浅色的医疗器械部件，一旦出现黄变，不仅严重损害产品外观价值，更可能预示着材料内部发生了性能衰减。这种黄变可能发生在粒料储存阶段、加工高温下，亦或是终端产品长期使用之后。其成因错综复杂，涉及材料自身的化学本性、加工过程的严酷考验，以及服役环境的长期侵蚀。透彻理解TPE发黄的根源，是进行有效预防、精准诊断与合理补救的前提。本文将系统性地剖析导致TPE黄变的多重机理，并提供从配方设计到终端维护的全链条应对策略。

发黄现象的初步辨识与分类

在深入机理之前，对发黄现象进行准确辨识与分类至关重要。不同类型的黄变，其表现形式和根源往往不同。

均匀性整体黄变：材料整体颜色发生均一性偏移，从白色或浅色变为米黄、浅褐。这种情况通常与材料本体的热氧老化或长时间受热有关。

局部或表面黄变：黄变仅发生在制品表面或特定区域，例如靠近热源处、受光照面、或与某些介质接触的部位。内部颜色可能仍然正常。

加工后即时黄变：物料在造粒或注塑/挤出成型后，颜色即刻比原料或预期要黄。

储存期黄变：粒料或制品在仓库储存一段时间后，颜色逐渐加深变黄。

使用期黄变：产品在使用过程中，随着时间推移，特别是在户外或特定环境下，颜色开始发黄。

记录黄变的类型、发生时机、位置以及环境条件，是后续科学诊断的第一步。

核心化学机理：聚合物降解与生色基团形成

TPE发黄的深层原因，归根结底是其聚合物分子链在热能、光能或化学物质作用下发生了一系列复杂的化学反应，生成了能吸收可见光中蓝紫波段、从而呈现黄色的发色基团。

最主要的化学路径是氧化降解。聚合物分子链，特别是其中不饱和键或叔碳原子等薄弱点，在氧气存在下受热或光照，会引发自由基链式反应。这个过程最终会生成如羰基、羟基、共轭双键甚至醌式结构。其中，α, β-不饱和羰基化合物是公认的导致许多聚合物黄变的关键发色团。这些基团的生成，使得材料对400-500纳米波长的光吸收增强，宏观上便显现为黄色。

此外，分子链的断裂和交联也可能伴随产生有色物质。某些添加剂的热分解或与其他组分发生化学反应，同样会生成有色副产物。

TPE黄变主要化学机理与对应条件

化学机理	主要诱因	生成的典型发色基团
热氧降解	高温加工、长期热暴露	羰基、共轭烯烃、醌类
光氧降解	紫外线照射	与热氧降解类似，但始于光引发
氮氧化物致黄变	接触NOx气体（如柴油尾气）	亚硝基、硝基化合物
添加剂不良反应	抗氧剂自身氧化、卤系阻燃剂热分解	醌甲基化物、溴化氢等酸性物质催化

第一根源：材料配方与原材料的内在因素

材料自身的“基因”决定了其抗黄变能力的基线。配方设计的缺陷是许多黄变问题的起点。

基础聚合物的化学结构

TPE中橡胶相的结构对黄变敏感性有决定性影响。含不饱和双键的聚合物，如SBS，其抗热氧和光氧老化能力远不如完全饱和的SEBS。SBS中的聚丁二烯链段含有大量双键，极易被氧气攻击引发黄变。因此，对颜色要求高的浅色制品，普遍采用氢化度高的SEBS或SEPS作为基料。即使是SEBS，其残余不饱和度和微观结构也会影响稳定性。

增塑剂与操作油的影响

为调节硬度而大量添加的操作油（通常是石蜡油、环烷油），其品质至关重要。油品中的芳烃含量、不饱和物、以及易氧化成分是导致黄变的重要隐患。低品质或精制程度不足的油，本身颜色较深，且在使用过程中易氧化变质，颜色加深并引发整个体系黄变。油的迁移性也会导致局部浓度变化，影响色泽均一性。

稳定剂体系的效能与选择

这是抵御黄变的第一道防线。稳定剂体系主要包括抗氧剂和光稳定剂。

主抗氧剂（如受阻酚类）：作用是捕获自由基，中断氧化链式反应。但其添加量不足或品种不当（如本身易变色品种），或在高高温下被消耗殆尽，就无法提供持久保护。某些酚类抗氧剂在氧化后自身会生成醌式有色产物。

辅助抗氧剂（如亚磷酸酯、硫代酯类）：主要分解氢过氧化物，防止其分解成新的自由基。若配伍不当或失效，会加速主抗氧剂的消耗和材料的氧化。

紫外线吸收剂与受阻胺光稳定剂：对于户外使用制品必不可少。缺少有效的光稳定防护，紫外线会直接引发表面聚合物降解，导致快速黄变和粉化。

填料与颜料问题

某些填充料如普通的碳酸钙，可能含有铁离子等易催化氧化反应的杂质。未经表面处理的填料与基体界面结合不良，可能成为氧扩散和水汽聚集的通道，加速局部老化。颜料方面，使用某些有机颜料或染料可能耐热耐光性不佳，在加工或使用中褪色变色，视觉上表现为整体色调偏移。钛白粉的类型也很关键，金红石型比锐钛矿型具有更佳的紫外屏蔽性和耐候性。

功能添加剂的副作用

某些阻燃剂，特别是溴系阻燃剂，在热加工或长期使用中可能分解出溴化氢等酸性物质，这些物质会催化聚合物降解，并导致严重黄变。润滑剂、分散剂等其他小分子助剂若热稳定性差，也可能分解变色。

材料配方因素致黄分析及对策方向

配方因素	致黄机理	改进与选择要点
基料不饱和度高	SBS中双键易被氧化生成发色团	选用氢化SEBS/SEPS；要求供应商提供低残余不饱和度产品
操作油品质差	油中芳烃/不饱和物氧化变色，迁移	选用高饱和、低色泽、精制度高的白油；评估其氧化诱导期
抗氧体系不足/不当	无法有效抑制氧化链反应；抗氧剂自身变色	复配高效主辅抗氧剂；选用耐变色型（如高分子量、内酯类）；足量添加
缺乏光稳定防护	紫外线直接引发表面降解	添加紫外线吸收剂和受阻胺光稳定剂，并考虑其兼容性
填料/颜料含杂质	重金属离子催化氧化；颜料不耐热/光	使用高纯、表面处理填料；选择耐热耐光等级高的无机颜料

第二根源：加工过程的严酷考验

即便配方优良，不当的加工工艺如同一次“热虐待”，足以引发即时或潜伏的黄变。

过高的加工温度

这是导致加工后即时黄变的最常见原因。TPE材料有其安全加工温度窗口。当料筒、熔体管道或模头温度设置过高，超出了聚合物和添加剂的热稳定极限时，会引发热降解。分子链断裂、交联以及添加剂的分解同时发生，迅速生成大量发色基团。对于浅色或透明制品，哪怕仅有轻微的过度受热，黄变也清晰可见。

过长的热滞留时间

物料在加工设备中停留时间过长，等同于在高温下经受长时间的“烘烤”。这可能源于设备清理不彻底导致的死角积料、因停机未排净的物料、或因产量小设备容积大造成的自然滞留。这些物料经历了远超正常周期的热历史，发生严重降解，当它们被带入正常产品中，就会形成黄点、黄条或导致整体颜色变深。

剪切过热

在螺杆塑化、注射或挤出过程中，过高的螺杆转速、背压或注射速度会产生剧烈的剪切作用。剪切生热会使物料局部实际温度远高于设定温度，导致局部过热降解。这种现象在靠近螺杆和筒壁的区域，以及通过狭小浇口或模唇时尤为突出。

模具与热流道问题

模具温度过高，或热流道温度控制不均，特别是局部热点，会使制品在型腔中继续受热。排气不良导致的困气烧焦，不仅产生黑点，其周边区域也常因高温氧化而发黄。

干燥环节的疏失

虽然TPE吸湿性不强，但对于某些极性TPE或特殊配方，高温干燥时间过长或温度过高，实际上构成了一个预老化过程，可能导致粒料在加工前就已轻微黄变。

第三根源：使用与储存环境的长期侵蚀

产品离开工厂后，暴露在复杂环境中，黄变可能是一个缓慢但持续的过程。

紫外线辐射

太阳光是导致户外用品黄变的首要外因。紫外线的光子能量高，足以打断许多化学键，引发光氧化反应。此过程通常从制品表面开始，逐渐向内发展。即使是不含不饱和键的SEBS，其聚苯乙烯硬段等部分也对紫外敏感。

热环境

长期处于高温环境下，如汽车仪表盘、引擎舱附近、长期日照的户外、或靠近热源的室内位置，材料的热氧老化进程被加速。这种黄变往往伴随着材料硬化、脆化。

接触化学介质

与某些化学品接触可能诱发黄变。例如，氮氧化物是著名的致黄气体，存在于汽车尾气、燃气灶烟气或某些工业环境中，能与聚合物中的胺类抗氧剂或某些基团反应生成黄色硝基或亚硝基化合物。臭氧、卤素、强碱、某些清洁剂或化妆品成分也可能引发颜色变化。

潮湿与微生物

长期潮湿环境可能促进某些添加剂的水解或迁移，间接影响稳定性。在极端情况下，微生物滋生也可能导致表面污损变色。

不当的储存条件

原材料或成品在仓库中存放过久，尤其是暴露在窗口阳光直射、高温高湿、或通风不良含有异味的空气中，都可能发生缓慢的黄变。包装材料的某些成分也可能迁移到TPE制品上引起变色。

环境影响致黄的类型与特征

环境因素	作用特点	黄变特征
紫外线	表面引发，能量高	表面均匀黄变，可能伴随光泽丧失、粉化
持续高温	整体性，加速氧化	整体均匀颜色加深，材料变硬
氮氧化物	气相反应，常见于室内外空气污染	表面黄变，可能呈现不均匀斑点或条纹
接触性化学品	局部性，取决于接触范围和程度	接触部位黄变，可能伴随表面溶胀或龟裂

系统性诊断与排查方法论

面对黄变问题，一个逻辑清晰的排查流程至关重要。

第一步：现象记录与信息收集
详细记录黄变制品的信息：何时发现（加工后、储存期、使用多久后）、黄变形态（均匀、局部、斑点）、发生位置（整体、表面、浇口附近）、使用或储存环境（光照、温度、接触物）。同时，收集该批次原料和生产工艺参数记录。

第二步：对比分析与初步锁定
1. 横向对比：检查同批次其他产品、不同机台生产的产品、不同原料批次的产品是否有相同问题。
2. 纵向对比：保留原始粒料颜色样品，与黄变产品对比；检查仓库中更早批次的产品颜色变化趋势。
3. 简单测试：对黄变区域轻微加热，观察颜色变化；用溶剂擦拭表面，看是否为表面附着物。

第三步：针对性追溯与验证
• 若怀疑材料，要求供应商提供原料的加速热老化或紫外老化测试数据，并用新批次原料小试。

• 若怀疑工艺，调取和审查异常时段所有温度、压力、时间参数，检查设备热电偶、加热圈的校准记录，彻底清理设备死角。

• 若怀疑环境，模拟环境条件进行加速试验，如紫外灯照射、高温烘箱老化、置于特定气氛中。

第四步：仪器分析佐证
对于复杂或争议性问题，可借助傅里叶变换红外光谱分析黄变区域是否出现新的羰基峰；通过热重分析或差示扫描量热法分析材料的热稳定性变化；使用色差仪定量测定黄变程度。

综合性的解决方案与预防策略

根据诊断结果，从以下层面制定对策。

材料与配方层面
• 优选基料：对颜色要求苛刻的浅色、透明制品，必须选用氢化SEBS/SEPS，并关注其氢化度和稳定剂体系。

• 严选油品与添加剂：使用高饱和度、低色泽、高氧化安定性的白油。选择高效、耐变色、低迁移的稳定剂体系，并确保足够添加量。对于户外制品，必须添加紫外吸收剂和受阻胺光稳定剂，并考虑其协同效应。

• 重视颜料与填料：选用高热稳定性、高耐候性的无机颜料。使用高纯度、经表面处理的填料。

• 评估功能添加剂影响：对阻燃剂等可能促进黄变的添加剂，需谨慎评估并寻找更稳定的替代方案。

加工工艺层面
• 精确控制温度：在保证塑化和流动性的前提下，使用尽可能低的加工温度。定期校准温控系统。

• 优化热历史管理：避免物料在设备中长时间滞留。停机前按要求清理或降温保温。优化螺杆设计和工艺参数以减少剪切热。

• 保障模具与流道状态：确保模具冷却均匀，热流道温控精确。优化排气，防止困气烧焦。

• 规范干燥流程：按材料推荐参数干燥，避免过度干燥。

储存与使用层面
• 改善储存条件：原料和成品应存放在阴凉、干燥、避光、通风良好的仓库中。避免与可能释放有害气体的物品同仓存放。

• 提供使用指引：在产品说明中提示用户避免长期曝晒、接触高温热源及特定化学品。

• 设计保护：对于户外产品，可考虑通过产品结构设计或外层涂层提供一定物理遮蔽。

结语

TPE弹性体胶料的发黄，是材料内部化学稳定性与外部能量及化学环境之间平衡被打破的外在信号。它像一面镜子，既映照出配方设计的精妙与否，也反映出加工控制的严谨程度，更考验着产品在全生命周期中的环境适应性。解决黄变问题，没有一劳永逸的万能钥匙，而是需要建立一套从源头预防、过程控制到终端维护的系统性思维。

这意味着，在材料开发阶段，就要像挑选珍贵食材一样精选每一份基料与助剂；在生产线上，要以对待精密仪器般的审慎态度来操控每一个工艺参数；在预见产品的未来时，要充分考量其可能面临的每一个环境挑战。每一次对黄变根源的成功追溯与攻克，不仅解决了一个具体的质量问题，更是对TPE材料科学认知的一次深化，是对生产工艺 mastery 的一次提升。最终，我们的目标不仅是生产出一块颜色纯正的TPE制品，更是要打造出一种能在时光流逝与环境变迁中，始终保持其本色与性能的可靠材料。

常见问题

问：我们使用的是氢化SEBS原料，为什么加工出来的白色制品还是会轻微发黄？

答：氢化SEBS只是解决了橡胶相不饱和双键这一主要黄变源，但黄变是体系性问题。首先，需要检查操作油的品质，劣质油是常见致黄元凶。其次，抗氧剂体系可能不足或不当，无法抵御加工热应力。再者，可能是加工温度过高或局部过热，超出了体系的热稳定极限。另外，所使用的钛白粉如果是锐钛矿型，其本身光催化活性也可能在加工或后续使用中促进氧化。建议系统排查油品氧化安定性、抗氧剂类型与添加量，并优化加工温度曲线。

问：TPE制品在仓库放了半年后整体均匀变黄，但同期生产的另一批颜色却没变，可能是什么原因？

答： 这种情况强烈指向原材料批次差异或储存环境局部差异。首先应追溯这两批制品所用TPE粒料的生产批次，不同批次的原料可能在基料氢化度、稳定剂种类与添加量、油品批次上存在细微差别，导致长期储存稳定性不同。其次，检查仓库中这两批货物的存放位置，变黄的一批是否更靠近窗户（受光照）、暖气片（受热）或通风口（接触室外污染空气），而未变黄的一批存放在更理想的避光阴凉位置。这种均匀黄变通常是缓慢热氧或光氧老化的结果。

问：如何快速判断黄变是发生在表面还是材料内部？

答：可以进行一个简单的断面观察测试。用锋利的刀片或剪刀将黄变的制品切开，露出新鲜的内部截面。立即对比截面颜色与外部表面颜色。如果内部颜色洁白或正常，仅表面一层呈现黄色，则可断定是表面黄变，原因可能为紫外线照射、接触污染气体或表面迁移物氧化。如果截面内部颜色与外部一样黄，甚至更黄，则属于整体性黄变，原因更可能是在加工过程中受热过度、或材料配方本身热稳定性不足。

问：对于需要高温消毒（如煮沸）的TPE厨具或医疗器械，如何预防其在反复消毒后变黄？

答：反复高温湿热消毒是极端严苛的条件。预防此类黄变，必须在配方和材料选择上做足功课。核心是选用热稳定性极高的特种氢化胶，并搭配能够在高温高湿环境下保持高效的稳定剂体系，可能需要使用高分子量、非迁移性、耐水解的特殊抗氧剂。加工时需确保充分塑化但又避免任何过热。此外，在设计消毒规程时，应明确温度和时间上限，避免超过材料的长期耐热极限。这类应用的材料通常需要通过专门的长期热老化测试和多次消毒循环测试来验证。

问：添加蓝色或紫色等调色剂来“遮黄”是否可行？长期看是否有效？

答： 添加少量蓝、紫等互补色颜料或荧光增白剂来中和初始的黄头，是行业内在对颜色要求极高时常用的短期视觉校正方法，有一定效果。但这是一种“掩盖”而非“解决”。长期来看，如果材料本身在不断氧化生成新的黄色发色团，这种中和效果会逐渐失衡，制品颜色可能朝着不可预测的灰绿、暗灰方向变化，且整体明度下降。根本之道仍是提升材料自身的抗黄变能力。遮黄可作为辅助手段，但不能替代对材料本征稳定性的追求。

问：回收料的使用对TPE制品的黄变有何影响？如何控制？

答：使用回收料会显著增加黄变风险。回收料已经历过一次甚至多次热加工和历史环境暴露，其稳定剂大量消耗，分子链可能存在降解，颜色基础值通常更深。掺用回收料的新制品，其初始颜色就可能偏黄，且在后续加工和使用中更易进一步黄变。如果必须使用，必须严格控制添加比例，并对掺混料重新评估和补充高效稳定剂。更重要的是，要确保回收料来源清洁、颜色浅、且最好是同品种的“边角料”而非混杂的“降级回收料”。对于颜色要求严格的制品，建议避免使用回收料。

• 上一篇：TPE线材开裂的原因是什么？
• 下一篇：TPE弹性体胶料不拉丝的原因是什么？