在TPE行业摸爬滚打这些年，我经手过数不清的产品开发案，从需要丝滑触感的牙刷包胶，到必须经得起钥匙硬币刮擦的手机壳，再到在粗糙部件中反复拆装仍要保持完好的密封件。这些案例背后，都有一个绕不开的共同议题：表面耐刮擦性能。客户拿着被刮花的产品样本，眉头紧锁地问我，为什么看起来差不多的材料，别人的更耐磨？这绝不是一个简单的问题，它触及了TPE材料设计的核心矛盾——如何在保持柔软触感的同时，赋予其坚硬铠甲般的表面保护。

用户寻求这个问题的答案，背后往往是切实的产品失败、客户投诉或设计瓶颈。他们需要的不只是一个“添加某种助剂”的诀窍，而是一套理解机理、系统分析和解决问题的完整逻辑。表面耐刮性，学术上常称为耐刮擦性，本质上是材料表面抵抗由硬物划过所引起的塑性变形、材料迁移（产生划痕）和光学性能改变（产生发白、起雾）的能力。这是一个综合了材料硬度、韧性、摩擦系数、表面能乃至涂层技术的复杂性能。本文将结合大量实际案例与材料学原理，深入拆解影响TPE表面耐刮性的各个层面，从微观结构到宏观配方，从加工工艺到后处理，提供一份清晰的路线图。

耐刮擦的本质：材料表面如何应答外力侵袭

要提升耐刮性，首先要明白刮擦过程中发生了什么。当一个硬度高于TPE的物体（如指甲、金属、砂石）以一定压力和速度划过其表面时，主要引发三种作用：

塑性变形：这是最普遍的现象。刮擦作用力导致材料表面局部发生不可恢复的塑性流动，形成永久的凹槽或隆起（犁沟效应）。划痕的明显程度取决于材料屈服强度与回弹性的平衡。

材料移除：在更剧烈的刮擦下，尖锐的硬物会像刨刀一样，直接将表层材料切削、剥离下来，形成肉眼可见的磨屑。这与材料的内聚强度和与基底的附着力有关。

应力发白：这是TPE、TPU等软质聚合物特有的现象。刮擦并非移除材料，而是在表面下方引发大量微裂纹或微孔洞。这些微观缺陷导致光线发生散射，宏观上就看到划痕处呈现出发白的条纹。这与材料的银纹化和裂纹扩展行为密切相关。

因此，优异的耐刮擦性意味着材料需要：高的表面硬度以抵抗侵入，高的韧性以抑制裂纹萌生与扩展，以及良好的回弹性以使变形尽可能恢复。对于TPE这种多相复合材料，达成这三者的平衡极具挑战性。

TPE材料的结构底色：软与硬的博弈

TPE，特别是主流的SEBS/SBS基TPE，其天生结构就预设了耐刮性的矛盾。它的两相结构，聚苯乙烯（PS）硬段作为物理交联点提供强度，聚丁烯-乙烯（EB）或聚丁二烯（PB）软段提供弹性。在宏观上，我们希望材料整体柔软（这主要由软段和大量填充油决定），但同时又希望其表面坚硬耐刮。这就好比希望一块海绵的表面拥有陶瓷的硬度，其难度可想而知。未经改性的基础TPE，其表面耐刮性通常较差，指甲一划即有明显痕迹，这正是其软相主导表面特性的体现。因此，所有提升耐刮性的努力，本质上都是在不牺牲整体柔韧性的前提下，想方设法“硬化”或“强化”其最表面的那一层。

影响TPE表面耐刮性的核心因素剖析

刮擦非一日之功，耐刮亦非一因之果。它是一个由材料、加工、环境共同作用的结果。以下从六大维度进行深度剖析。

一、配方体系的决定性作用

配方是TPE性能的基因，是决定耐刮性的第一关口。

1. 基体弹性体的选择：分子量与结构
SEBS/SBS基体的分子量及其分布是基础。通常，更高分子量的基体意味着更长的分子链和更紧密的缠结网络。这种缠结能更有效地抵抗外力引起的塑性流动和破坏，从而提升耐刮性。相反，低分子量基体链段易滑移，容易产生划痕。此外，SEBS由于饱和的软段结构，其耐老化性和抗应力发白性通常优于含不饱和双键的SBS。

2. 塑料相：硬度的提供者与风险的潜伏地
在SEBS/SBS中掺入聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）等塑料相，是调节硬度、降低成本、改善流动性的主要手段，也是提升表面硬度的最直接途径。更多的PP通常带来更高的表面硬度，从而改善耐刮性。但这里存在一个关键陷阱：塑料相与橡胶相的相容性。如果PP牌号选择不当或分散不均，在TPE冷却过程中，部分PP可能迁移至表面，形成一层较硬的但脆性的“皮”。这层皮看似增加了初始硬度，但在受到刮擦时，因其与下方弹性体基体结合力弱、韧性差，更容易发生脆性破裂和成片剥离，反而造成更糟糕的视觉损伤（大面积发白或剥落）。

3. 操作油：润滑与软化的双刃剑
操作油是TPE柔软触感的来源，但对耐刮性而言，它主要是“负面角色”。油起到润滑分子链的作用，降低了分子链间的摩擦和相互作用力。过高的油含量会显著降低材料的屈服强度和表面硬度，使材料更容易被划伤，且划痕更深、更明显。同时，过多的油可能影响塑料相（如PP）的结晶度，间接削弱表面强度。

4. 填料：关键的改性武器
填料的合理使用是提升TPE耐刮性的核心技术路径。不同类型的填料作用机理迥异。

增强型填料（如纳米/微米级硅石、玻璃微珠、有机改性蒙脱土）：这类填料的核心作用是“补强”。它们尺寸微小，能均匀分散在基体中，与聚合物分子链产生强烈的物理或化学相互作用，形成一种“物理交联点”，有效限制分子链的滑移，从而提高材料的模量、硬度和抗变形能力。特别是经过表面处理的纳米硅石，能显著提升表面抗划伤性而不明显影响手感。

润滑型填料（如二硫化钼、石墨、聚四氟乙烯微粉）：这类填料走的是“疏通”路线。它们能迁移到材料表面，形成一层极薄的、自润滑的转移膜。当硬物刮擦时，这层膜降低了摩擦系数，使作用力从“切割”变为“滑过”，从而保护了TPE本体。它们对改善“指甲划痕”和“摩擦发白”尤其有效。

传统填料（如碳酸钙、滑石粉）：常规的碳酸钙主要起增容、降低成本作用，对耐刮性提升有限。未经表面处理的碳酸钙甚至可能因团聚而成为应力集中点，不利于耐刮。只有经过特殊表面处理、粒径极细的品种，才可能有一定的补强效果。

不同填料对TPE耐刮性的影响机制与特点

填料类型	代表物质	主要作用机制	对耐刮性的影响特点
增强型填料	纳米硅石、改性蒙脱土	补强基体，限制链段运动，提高模量硬度	显著提升抗塑性变形能力，划痕浅；可能轻微影响手感与透明度
润滑型填料	PTFE微粉、石墨烯、二硫化钼	降低表面摩擦系数，形成润滑层	有效减少刮擦阻力和应力发白，对改善指甲划痕效果佳
增容型填料	普通重质碳酸钙	增容，降低成本，轻微增刚	对耐刮性提升有限，过量添加可能降低性能
有机刚性粒子	PMMA、PS微球	作为硬质分散相，提高表面硬度	可提高表面硬度，但需注意相容性，防止剥离

5. 特殊助剂：耐刮擦剂与爽滑剂
这是一类为提升表面性能而生的专用助剂。耐刮擦剂通常是一些特殊的硅氧烷化合物、改性蜡或高分子型添加剂。它们能迁移到制品表面，形成一层极薄但坚韧的“皮肤”，有效改善抗划伤性。爽滑剂（如芥酸酰胺、油酸酰胺）则通过降低表面摩擦系数来减少刮擦的力度，但过量使用可能导致表面发粘或影响后续印刷、粘接。

二、加工工艺的塑造之力

优秀的配方可能被糟糕的工艺毁掉。加工过程决定了材料微观结构的最终形态，特别是表面层的结构。

1. 加工温度与剪切
适宜的温度和充分的剪切是确保各组分均匀分散、相容的关键。温度不足或剪切不够，会导致PP、填料等分散不均，在表面形成薄弱点。但过高的温度可能引起SEBS基体或PP的降解，削弱强度。

2. 模具温度与冷却速率：决定表面结晶与形态
这是影响表面耐刮性最关键的工艺因素之一。对于含有PP等结晶性塑料的TPE体系，模具温度（模温）至关重要。

高模温（如60-80℃）：允许PP在表面有更充分的时间和更高的温度下结晶。形成更完善、尺寸更大的球晶结构。这通常会使制品表面硬度更高、更致密，从而获得更好的耐刮性。高模温也有利于减少熔接痕，使表面更均一。

低模温（如20-40℃）：导致熔体接触模壁后急速冷却，PP结晶不完善，甚至形成非晶区。表面层松散、硬度低，耐刮性差。但低模温生产周期短，是常见选择。

冷却速率也影响SEBS相区结构。快速冷却可能将更多的“软相”冻结在表面，导致表面更软。

3. 模具表面状态
模具表面的光洁度直接复制到产品上。一个高度抛光（镜面）的模具表面，生产出的TPE制品表面更光滑，摩擦系数更低，视觉上划痕也更不明显。相反，蚀纹或喷砂的模具表面会放大划痕的视觉效果。某些高级的模具表面处理技术，如PVD涂层，本身就能赋予模具更高的硬度和光洁度，间接惠及产品。

4. 注塑/挤出工艺参数
注射速度、保压压力等参数影响分子取向和内部应力。适当的保压有助于补缩，使表面更致密。但过高的保压可能产生较大的内应力，在刮擦时与外力叠加，加剧应力发白。

关键加工参数对TPE制品表面耐刮性的影响

工艺参数	调整方向	对耐刮性的潜在影响	机理简述
模具温度	提高（如从40℃提至70℃）	通常显著改善	促进表面层PP充分结晶，形成更硬更致密的皮层
熔体温度	适当提高（在允许范围内）	可能改善	改善流动性，促进各组分分散，减少表面缺陷
注射速度	中高速	可能改善	高速有利于形成光滑表皮，但过高可能引起喷射等缺陷
保压压力与时间	充足但不过度	改善	压实表面，减少缩痕等内部缺陷导致的薄弱点
冷却时间	充分	改善	确保制品充分定型，避免顶出变形损伤表面

三、环境与使用条件的外在考验

材料的性能表现与测试环境和使用条件密不可分。

1. 温度
TPE的模量和硬度随温度升高而下降。在高温环境下（如夏季车内），TPE制品会变软，耐刮性显著下降。相反，在低温下，材料变硬变脆，虽然可能不易产生塑性划痕，但可能对尖锐冲击更敏感。

2. 接触介质
TPE长期接触油脂、某些溶剂或化学物质，可能发生溶胀或表面软化，这会直接导致耐刮性急剧降低。在评估耐刮性时，必须考虑终端使用环境。

3. 刮擦物的性质
刮擦的严重程度取决于对磨物的硬度、形状（尖锐或圆钝）、作用力及速度。这是测试标准需要模拟的现实场景。

四、测试方法与评估标准：量化耐刮性

没有测量，就没有改善。耐刮性需要客观的评估方法，常用的有以下几种：

1. 指甲硬度测试（Fingernail Test）
最简单快速的方法。用指甲以一定力度划过表面，观察是否留下永久性可见划痕。这模拟了日常轻度刮擦。

2. 铅笔硬度测试（Pencil Hardness）
使用从软到硬（如6B到9H）的一系列硬度铅笔，以固定角度和压力在样品表面划动，找到不划伤表面的最硬铅笔等级。此法在涂料行业常用，对TPE有一定参考价值。

3. 划痕测试仪（Scratch Tester）
这是最科学和可量化的方法。常用的是恒定载荷或渐进载荷模式。通过一个划针（通常为球形金刚石头）在样品表面以恒定速度划过，通过测量划痕的宽度、深度，或通过光学/摩擦系数变化来评估耐划伤性。可以精确得到划痕硬度、塑性变形比例等数据。

4. 钢丝绒/百洁布测试（Steel Wool / Scotch-Brite Test）
用规定目数的钢丝绒或百洁布，在固定载荷和往复次数下摩擦表面，然后通过肉眼、光泽度计或色差仪评估表面雾度、发白或光泽度的变化。此法模拟了多次摩擦累积效应。

5. 摩擦色牢度测试（Croctmeter）
主要用于测试颜色迁移，但也可评估表面在干/湿摩擦下的磨损情况。

建立内部统一的测试标准，是评估配方和工艺改进效果的基础。

五、表面处理技术：最后一道防线

当通过材料配方和工艺优化仍无法满足极端耐刮要求时，表面处理提供了最终解决方案。

1. 表面涂层
在TPE制品表面喷涂或浸涂一层透明的保护漆，如聚氨酯（PU）清漆、UV固化涂料、硅基涂层等。这层硬涂层能极大提升表面硬度和耐刮性，且不影响基体柔软性。关键技术在于涂层与TPE基材的附着力，通常需要对TPE表面进行等离子、火焰或底涂处理。

2. 表面纹理设计
从产品设计层面入手，在非外观面或特定区域设计细微的纹理（如咬花、皮革纹）。纹理可以分散划痕的视觉注意力，即使有轻微刮伤也不易察觉。

六、TPE种类与耐刮性的天然关联

不同类型的TPE，其基础耐刮性差异很大。了解这一点有助于正确选材。

TPS（SEBS/SBS基）：如前所述，基础耐刮性一般，但通过配方和工艺调整空间最大。

TPV（动态硫化橡胶）：由于存在高度交联的橡胶相分散在PP连续相中，其表面通常更接近塑料，具有比同等硬度的TPS更好的初始耐刮性。

TPU（热塑性聚氨酯）：TPU通常具有较高的机械强度和耐磨性，其耐刮性通常优于同硬度的TPS，尤其是聚酯型TPU。

TPO：以PP/EPDM为基础，表面性能更接近PP，耐刮性通常较好。

因此，如果终端应用对耐刮性有严苛要求，在项目初期就应评估是否选择TPV、TPU等作为候选材料。

系统性提升TPE耐刮性的实践策略

基于以上分析，提升TPE制品耐刮性是一个系统工程，需要多管齐下。

第一步：明确需求与测试标准
与客户或产品设计部门明确：耐刮的具体要求是什么？是用指甲划、钥匙刮、还是钢丝绒摩擦？可接受的划痕程度如何？量化测试方法和接受标准。避免模糊的“好”与“不好”。

第二步：配方优化设计
1. 基体选择：在成本允许下，选用高分子量、窄分布的SEBS基体。
2. 塑料相调控：选择高刚性、高结晶度的PP牌号（如均聚PP），并优化其比例。可考虑共混少量高硬度塑料如PS或PMMA，但需注意相容性。
3. 油量控制：在满足柔软度要求的前提下，尽可能减少操作油用量。
4. 功能填料/助剂添加：这是核心手段。
◦ 添加2-5 phr的纳米硅石或有机改性蒙脱土，可显著增强表面抗变形能力。

◦ 添加1-3 phr的PTFE微粉或石墨烯，可有效降低表面摩擦系数，改善抗刮白性。

◦ 添加专用耐刮擦剂，如有机硅改性添加剂，通常0.2-1 phr即有效果。
5. 注意相容性与分散：所有添加剂必须确保与基体良好相容并充分分散。使用合适的相容剂和加工工艺。

第三步：工艺优化与固化
1. 提高模具温度：这是最具成本效益的改进措施之一。尽量将模温提高到材料允许的上限（例如，对于PP基TPE，尝试将模温从40-50℃提升至70-80℃），并评估其对耐刮性和周期时间的综合影响。
2. 确保充分塑化和均匀分散：优化螺杆组合，保证足够的熔体温度和混合效果。
3. 优化保压与冷却：使用足够的保压压力和时间以压实制品，特别是表层。保证充分的冷却时间，避免顶出变形。
4. 维护模具：定期抛光模具，保持高光洁度。

第四步：表面处理（必要时）
对于最高级别的耐刮要求，评估施加透明保护涂层的可行性。与专业的涂层供应商合作，解决附着力问题。

第五步：严格测试与验证
建立从实验室到生产线的测试流程。对每一批改进的样品，使用划痕测试仪和钢丝绒测试进行量化评估，并与初始样品或竞争对手样品对比。

常见问题与解答（Q&A）

问：我们想做出非常柔软（如邵氏A 10度左右）但又要求耐指甲刮的TPE制品，这可能吗？

答：这是一个极具挑战但并非不可能的任务，需要在矛盾中寻找最佳平衡点。超软意味着高含油量，这本身就不利于耐刮性。解决思路是：1. 选择吸油容量大、本身强度高的超软牌号SEBS基体；2. 在保证软度的前提下，通过添加少量（1-3%）的纳米增强填料（如特种有机粘土）或高效耐刮擦剂来提升表面抗性，而不是靠减少油来增硬；3. 务必采用高模温工艺（如70℃以上），促进表面致密化；4. 如果条件允许，表面加涂一层柔性的PU或硅胶保护涂层是最可靠的方案。

问：为什么有时候添加了据说能提高耐刮性的助剂，效果却不明显甚至更差？

答：这可能有几个原因：1. 分散问题：助剂没有充分分散，形成团聚点，反而成为应力集中点，降低性能。需检查加工工艺和混合程序。2. 相容性问题：助剂与TPE基体相容性差，迁移到表面后形成一层弱边界层，一刮就掉。3. 添加量不当：过少无效，过多可能导致喷霜（迁移到表面过多）或影响其他性能（如粘接性）。4. 工艺不匹配：例如，助剂需要较高的加工温度才能活化，而实际温度不足。建议从供应商建议的最低添加量开始测试，并确保良好的加工分散。

问：TPE制品表面喷霜（发白）或出油，对耐刮性有什么影响？

答：负面影响非常大，通常是灾难性的。喷霜或出油意味着配方中的小分子（如润滑剂、某些助剂）或油迁移到了表面，形成一层物理和化学性能都与本体材料不同的弱界面层。这层物质通常很软、粘，且与基体结合力差。任何刮擦都会轻易破坏这层膜，留下非常明显的痕迹，并且这层污染物会加剧摩擦，使刮擦看起来更严重。解决喷霜出油是提升耐刮性的前提。

问：有没有一种“万能”的填料或助剂，能同时大幅提升耐刮性、又不影响手感、透明度和成本？

答：很遗憾，材料科学中很少存在“万能”方案。提升性能往往需要在不同属性间权衡。纳米硅石能较好平衡增强与透明性，但成本较高且对分散要求苛刻；PTFE微粉对降低摩擦系数、改善抗刮白效果好，但可能轻微影响表面光泽和后续粘接；有机硅类助剂手感好，但过量可能喷霜。实践中，更常见的是将少量几种助剂复配使用，并接受对某一方面性能（如成本或绝对透明度）的微小牺牲。关键是根据你的核心需求（是怕指甲划还是怕磨砂发白？）来选择主攻方向。

问：如何快速、低成本地判断工艺调整（如提高模温）对耐刮性的改善效果？

答：一个非常实用的方法是“指甲划痕对比测试”。制备两个其他条件完全相同、仅模具温度不同的样品（例如一个模温40℃，一个模温70℃）。在同一人、用大致相同力度下，用指甲划过两个样品表面。比较划痕的可见度、深度以及恢复情况（静置一段时间后划痕是否变浅）。通常，高模温样品上的划痕会更浅、更不明显，且恢复更快。虽然这很主观，但对于工艺优化的快速对比非常有效。更严谨的话，可以用同一把裁纸刀刀背，以固定角度和压力进行划擦对比。

问：对于已有模具和固定配方的产品，突然出现耐刮性批次性下降，应从哪些方面排查？

答：这是一个典型的品控问题。建议按以下顺序排查：1. 原材料：检查本批次使用的SEBS、PP、油、填料是否有更换或波动？特别是基体分子量、油品粘度、填料吸油值。2. 工艺参数：加工温度、模具温度、冷却时间是否稳定？模具冷却水路是否堵塞导致模温不均？3. 模具状态：模具表面是否脏污、磨损或需要抛光？4. 后处理与储存：产品是否经过二次加工（如消毒、烘烤）？储存环境是否异常？通过对比问题批次与合格批次的生产记录和原材料批次，通常能找到线索。

结语

TPE弹性体的表面耐刮性，绝非一个孤立的配方指标，而是一个贯穿材料选择、配方架构、加工成型乃至产品设计的系统性工程命题。它要求我们像一位微观建筑师，既要构筑柔软而有弹性的基体，又要在其最外层建立起一道坚固而富有韧性的防御工事。这道工事的材料，可能来自增强填料的补强，可能来自润滑组分的疏解，也可能来自高结晶塑料相的构筑。而加工工艺，则是将蓝图变为现实的施工过程，模具温度的一度之差，可能就决定了表面结晶的完善与否。

在我的经验里，解决耐刮性问题，从来没有一劳永逸的“神奇配方”，只有基于对机理的深刻理解，在硬度与弹性、成本与性能、手感与耐用性之间反复权衡、精心调试的平衡艺术。从明确需求、量化测试开始，到有针对性地调整配方与工艺，最后用严格的测试来验证，这是一条可靠的技术路径。希望本文的梳理，能为您点亮这其中的关键节点，帮助您制造出不仅触感舒适，而且经得起时间与摩擦考验的TPE产品。

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