在共挤复合产线旁工作了近二十年，我见过太多刚出模时还平整笔直，却在冷却后或收卷时渐渐弯曲得像香蕉一样的TPE/PP复合片材或型材。这种弯曲，行内人常称为翘曲或卷曲，绝非小事。它不仅让后续的裁切、冲压、组装工序困难重重，导致良率骤降，更是对材料匹配、工艺控制与模具设计的直接拷问。当您面对一条不听话的、总是向TPE面或PP面卷曲的复合带，心里清楚这背后是两种热塑性材料在冷却固化过程中无形的角力。作为一名长期与挤出机和模具打交道的工艺工程师，我深刻理解这种弯曲带来的挫败感。它并非单一因素所致，而是材料特性差异、温度场分布、应力演化与生产工艺协同作用下的复杂结果。本文将深入剖析TPE与PP这对常用搭档在共挤时产生弯曲的根本机理，并提供一套从在线快速调整到系统性根除的完整解决方案。我们的目标是让共挤复合制品平整如初，稳定可靠。

理解共挤弯曲的本质：一场冷却收缩的“拔河比赛”

要驯服弯曲，首先要看懂这场发生在微观层面的“拔河”。TPE与PP共挤弯曲，其核心物理根源是两种材料在冷却固化过程中，收缩率与收缩行为的不同步。当熔融的TPE和PP在模头内汇合，经口模挤出后，它们作为一个复合体开始冷却。然而，TPE（特别是以SEBS为基础、充油丰富的软质品种）与半结晶性的PP，在热膨胀系数、结晶特性以及从熔融态到固态的体积收缩率上，存在显著差异。

想象一下，将一块橡胶片和一块塑料片背对背粘在一起。当温度下降，两者都会收缩，但塑料片收缩得更多、更快。由于它们紧密贴合，塑料片更强的收缩力会拉动橡胶片，导致整个双层结构向塑料片一侧弯曲。这就是共挤弯曲的基本原理。在TPE/PP共挤中，如果PP层的收缩力大于TPE层，制品就会向TPE面（即PP层所在一侧的反面）弯曲；反之，则向PP面弯曲。

更复杂的是，这种收缩差异不仅体现在最终的总收缩量上，更体现在整个降温过程中的收缩动力学。PP是典型的结晶聚合物，在冷却至其结晶温度范围时，会发生明显的结晶收缩，这个过程相对集中且剧烈。而许多TPE材料，特别是非结晶或低结晶度的种类，其收缩在整个冷却过程中更为平缓。这种收缩时机与速率的错位，在复合界面处产生了不均匀的内应力，当应力积累到足以克服复合体的刚度时，弯曲就发生了。

因此，解决共挤弯曲，实质上就是一场平衡两侧收缩应力的精细调控。我们需要从材料选配、温度控制、速度匹配、模具设计到冷却定型等各个环节介入，引导这场“拔河”走向平衡，或者将内应力控制在材料弹性形变可容纳的范围内。

现场诊断：弯曲现象背后的原因解码

处理弯曲问题的第一步，是像医生一样精确诊断。弯曲的形态、方向、发生的时机，都指向不同的病因。我们需要仔细观察，系统分析。

首先，确定弯曲的方向。制品是向TPE面弯曲，还是向PP面弯曲？这是最关键的诊断信息。通常，向TPE面弯曲（即PP层在凹面，TPE层在凸面），往往意味着PP层的收缩力大于TPE层，是更常见的情况。而向PP面弯曲，则可能暗示TPE层收缩更大，或出现了其他特殊状况。

其次，观察弯曲发生的时机与条件。是刚离开口模就发生弯曲，还是在冷却水槽或风冷过程中逐渐产生？是在收卷时因张力而加剧，还是下机静置后仍持续弯曲？在线立即发生的弯曲，多与挤出温度、流量匹配、模头温度分布直接相关。下线后或收卷时产生的弯曲，则可能与冷却不充分、残余应力释放、或收卷张力控制不当有关。

再者，检查复合界面的状况。观察制品横截面，两层之间是否贴合良好、无分层？界面清晰度如何？如果存在分层或粘合不良，弯曲会更容易、更剧烈，因为两层之间无法通过粘合力来部分抵消彼此的收缩应力。

基于以上观察，我们可以进行初步归因。以下表格梳理了不同弯曲现象对应的常见原因方向：

观察现象	可能的直接原因	涉及的深层因素
向TPE面弯曲（PP层内凹）	PP层收缩率大于TPE层；PP层温度过高；TPE层过厚	材料收缩率不匹配；PP结晶收缩剧烈；挤出或冷却不均
向PP面弯曲（TPE层内凹）	TPE层收缩率大于PP层；TPE层温度过高；PP层过厚	TPE配方收缩大；TPE冷却慢；共挤层厚度比失衡
制品呈现S形或波浪形弯曲	模头出料不均；冷却系统（水槽、风环）各点冷却速率差异大	模唇间隙调整不当；水温或风速不均；牵引力波动
收卷后或放置后弯曲加剧	冷却不彻底，内部残余热应力大；收卷张力过大或过小	冷却水槽长度或水温不足；卷取工艺不当；材料蠕变
伴随界面分层或粘合不良	熔体温度不匹配；模头内复合压力不足；材料相容性差	加工窗口未对准；模头设计问题；未使用粘合层或相容剂

精准的诊断是成功的一半。在动手调整任何参数前，花时间仔细记录和分析这些现象，能帮助我们快速锁定问题主因，避免盲目试错。

工艺参数的精细调控：在线平衡收缩应力

当共挤生产线出现弯曲时，调整工艺参数是最直接、最常用的干预手段。其核心思路是，通过调节温度、速度、流量等变量，主动地、动态地补偿或平衡两层之间的收缩差异。

温度是首要的调控杠杆。这包括各区的料筒温度、连接器温度，尤其是共挤模头各层的温度分布。如果制品向TPE面弯曲（PP收缩过大），可以尝试：适度降低PP的挤出温度。降低PP熔体温度，可以减少其熔体弹性记忆，并在一定程度上减缓结晶过程，从而降低收缩力。但要注意温度不能过低，以免影响流动性和界面复合强度。同时，考虑适度提高TPE的挤出温度。更高的温度意味着TPE在冷却初期保持熔融状态更久，当PP开始结晶收缩时，TPE仍较软，能更好地“跟随”PP的变形，从而减少应力积累。模头温度设置至关重要，应确保模头横向温度均匀一致，任何一侧的温度偏差都会导致局部出料速度和冷却速率不同，引发S形弯曲。

挤出速度与层厚比是关键控制点。两层材料的挤出线速度必须严格同步。如果TPE层挤出速度略快于PP层，TPE层在牵引方向上会受到微小的压缩，而PP层受到微小的拉伸，这种预置的应力状态可以部分抵消冷却收缩带来的弯曲应力。这需要通过精确调整两台挤出机（或一个双流道挤出机）的螺杆转速来实现。更重要的是层厚比例。增加收缩较小的一层的相对厚度，可以增强其“刚度”，从而抵抗另一层收缩引起的弯曲力矩。例如，若PP收缩大导致向TPE面弯曲，可以在总厚度不变的前提下，适当增加TPE层的厚度占比。

冷却工艺是应力“锁定”的最后关口。冷却的均匀性和充分性直接决定最终制品的平整度。冷却水温不宜过低。骤冷会“冻结”更大的内应力，并可能加剧因结晶速率不同导致的弯曲。采用梯度降温的冷却水槽是理想选择：第一段水温稍高（如40-60°C），让制品缓慢冷却，给予分子链更多时间松弛，并让PP的结晶过程更平缓；后续水槽水温逐渐降低，最终充分冷却定型。必须确保制品在水槽中均匀接触冷却水，避免单面冷却。对于风冷，要保证风环出风均匀，风速稳定。

牵引与收卷的张力控制。过大的牵引张力会拉伸热的复合体，在冷却后产生收缩回弹，诱发或加剧弯曲。应使用能平稳牵引制品的最小张力。收卷张力同样关键，要确保卷绕张力恒定、适中，过紧会使制品在卷上持续受力变形，下机后反弹弯曲。

调整参数	主要影响	调整方向（以向TPE面弯曲为例）	注意事项
PP熔体温度	影响PP流动性、结晶度与收缩力	尝试降低，以减小其收缩	需保证与TPE的良好粘合及挤出稳定性
TPE熔体温度	影响TPE柔软度、与PP粘合及自身收缩	尝试适当提高，增加其冷却初期的顺应性	过高可能导致TPE热分解或垂延
模头温度均匀性	决定出料均匀性，防止横向弯曲	确保模头全宽温度一致，热电偶校准	定期检查加热圈和温控系统
层厚比例（TPE:PP）	改变两层刚度与收缩力的力矩平衡	增加TPE层厚度占比，或减小PP层厚度	需调整两台挤出机转速，并考虑总厚与产品要求
挤出速度匹配	在牵引方向预置应力，补偿收缩差	微调使TPE线速度略大于PP	调整需极其细微，观察对弯曲和复合质量的影响
冷却水温与梯度	控制冷却速率，影响残余应力大小	采用梯度缓冷，首段水温不宜过低	确保冷却充分，防止后收缩
牵引/收卷张力	外部机械应力叠加，影响形状稳定性	降低至最小必需值，保持恒定	张力波动会直接导致厚度和弯曲变化

工艺调整是一个系统性、联动性的工作。每次最好只调整一个关键变量，观察效果，并留有足够的稳定时间。做好详细的工艺记录，是积累经验、快速解决问题的关键。

材料的选择与匹配：从根源上减少不匹配

如果工艺调整已到极限，弯曲问题依然顽固，那么我们必须回到问题的起点：材料本身。选择收缩特性更匹配的TPE和PP，是治本之策。

深刻理解材料的收缩率数据。向您的TPE和PP供应商索取详尽的材料物性表，并特别关注其收缩率。但要注意，厂家提供的收缩率数据多基于标准注塑试条，与挤出工艺，特别是共挤薄片或型材的实际收缩率会有差异。更重要的是，要获取两种材料在相近加工条件和相近厚度下的相对收缩率比较。理想情况下，共挤的两层材料其热膨胀系数和成型收缩率应尽可能接近。对于PP，均聚PP的结晶度高，收缩率通常大于共聚PP。对于TPE，硬度较高的牌号、填充矿物填料的牌号，其收缩率通常小于柔软、高弹性的充油牌号。

考虑使用特殊牌号或添加助剂。市场上有专为共挤复合开发的TPE和PP牌号。一些TPE供应商提供“低收缩”或“尺寸稳定”级TPE，它们可能通过调整聚合物基材、油品类型和添加纳米填料来实现。同样，PP供应商也有低收缩的共聚PP或添加成核剂的PP，它们能提供更稳定的尺寸。在无法更换主料的情况下，可以在TPE或PP中添加适量的矿物填料（如碳酸钙、滑石粉），填料不仅能降低成本，更能有效降低材料的收缩率。但需注意，填料可能影响材料的柔韧性、表面光泽和复合强度。

粘合层或相容剂的作用。有时，弯曲问题与界面粘合强度弱有关。两层之间粘合不牢，相当于“拔河”的两队人站在光滑的冰面上，更容易发生相对滑动和整体扭曲。如果TPE与PP的相容性不够好（特别是使用特殊牌号PP时），可以考虑在两者之间共挤一层专用的粘合树脂，或者在其中一层（通常是TPE侧）预先混入一定比例的PP相容剂（如SEBS-g-MAH）。更强的界面结合力，有助于将两层“锁”在一起，共同抵抗收缩应力，从而减少弯曲。

材料策略	具体措施	对弯曲的潜在影响	其他考量
选择收缩率更接近的材料	选用共聚PP替代均聚PP；选用高硬度或填充型TPE	从根源减小收缩差异，是根本解决方法	可能牺牲PP的某些性能（如刚度）或TPE的柔软度
采用专用共挤牌号	咨询供应商获取“低收缩”或“共挤级”TPE/PP	材料已针对复合工艺优化，匹配性更好	成本可能上升，需重新验证物性
添加矿物填料	在TPE或PP中添加碳酸钙、滑石粉等	有效降低收缩率，增加尺寸稳定性	影响密度、韧性、表面光洁度，添加量需优化
增强界面粘合	使用粘合树脂层，或添加PP相容剂到TPE中	强界面可传递应力，抑制分层和相对滑移导致的弯曲	增加共挤层数或混料工序，需考虑相容剂对TPE性能的影响

材料变更通常是成本较高、周期较长的方案，但一旦找到最佳匹配组合，将为长期稳定生产奠定最坚实的基础。在项目启动初期，就与材料供应商深入沟通共挤应用，进行充分的材料评估测试，可以避免后续大量的问题。

模具与设备的关键作用

共挤模头是TPE和PP熔体汇合、复合、成型的“心脏”，其设计、制造精度和维护状态，对制品是否弯曲有着决定性影响。

流道与模唇设计的平衡性。一个优秀的共挤模头，必须确保TPE和PP两种熔体在模头全宽范围内，流动阻力匹配，出料速度绝对均匀。如果模头内某层物料的流道设计不合理，导致中间和两边的出料速度有差异，挤出后就会因内部应力不均而产生S形或弓形弯曲。模唇间隙的均匀性至关重要，需定期用塞尺检查并精细调节，确保全宽间隙一致。对于多层共挤，上下模唇的温度独立控制能力非常有用，可以通过微调模唇温度来补偿因散热差异导致的出料不均。

复合模块与汇流点的设计。TPE和PP熔体在模头内部的汇合点（汇流腔）设计是关键。两种熔体应以相近的压力、温度和流速在此汇合，并有一定的复合长度，在压力下充分粘合。汇流角度、流道截面变化都需要精心设计，以保持流动稳定，避免产生滞流或过度剪切。不合理的汇流设计本身就会在复合体内埋下不均匀的应力，冷却后表现为弯曲或翘曲。

挤出设备的稳定性基础。确保两台（或多台）挤出机的输出是稳定的。螺杆磨损、加热圈失效、温控波动、滤网堵塞，都会导致挤出量或熔体温度的波动，这种波动直接转化为层厚和收缩力的变化，引发间歇性或规律性的弯曲。定期维护设备，使用精密的齿轮泵（熔体泵）来稳定挤出量，是高端共挤生产的标准配置。它能有效消除因螺杆脉冲或背压变化引起的输出波动，为稳定的层厚比提供保障。

冷却与牵引设备的精度。冷却水槽的水平度、风环出风的均匀性，直接影响冷却的均匀性。牵引机的辊筒平行度、辊面压力均匀性，以及各牵引辊之间的速度同步性，都至关重要。任何一点的不均匀，都会对热的、尚在定型中的复合片材施加不对称的力，导致弯曲或拉伸变形。

系统化解决方案与预防性思维

解决TPE/PP共挤弯曲，不应是见招拆招的救火，而应建立一套从设计到生产、从预防到纠正的系统方法。

在新产品开发阶段，就启动预防性设计。与材料供应商、模具制造商共同讨论。选择收缩率匹配的TPE和PP牌号，最好能获得它们在类似加工条件下的实际收缩数据。在设计产品结构时，尽量采用对称结构。如果必须是非对称结构（如TPE层很厚，PP层很薄），那么在模具设计阶段就要通过流道设计和模唇调节机构，预补偿可能产生的弯曲趋势。有时，甚至可以考虑设计成略微反向的预弯曲，以抵消冷却后的预期弯曲。

建立标准化的开机与工艺调试流程。制定详细的共挤生产线开机作业指导书，包括升温程序、低速启车步骤、层厚比例和温度设定的基准值。在调试新模具或新材料时，采用科学的DOE（实验设计）方法，系统地探索关键工艺参数（如两层温度、速度比、冷却水温）对弯曲度的影响，找到稳定的工艺窗口，而不仅仅是一组“能用”的参数。

实施严格的在线监控与质量控制。在生产线关键位置安装在线测厚仪（可分别测量总厚和单层厚），实时监控层厚比的稳定性。在冷却定型后、收卷前，设置激光扫描仪或视觉检测系统，监测制品的平整度（弯曲度）。对最终产品，定期取样进行弯曲度测试（如将一段样品平放在平台上，测量其最大翘曲高度），并设定明确的接受标准。将工艺参数、设备状态、质量检测数据关联起来，利用统计过程控制（SPC）工具，提前发现导致弯曲的变异趋势。

培养团队的问题解决能力。让操作员、工艺工程师理解共挤弯曲的基本原理，而不仅仅是记住调整哪个按钮。当问题出现时，能按照“观察现象-分析数据-系统排查-调整验证”的逻辑流程开展工作，并做好完整的记录。每一次解决弯曲问题的经验，都应转化为内部的知识积累，更新到标准文件或培训材料中。

TPE与PP的共挤，是一场关于材料、温度、压力、速度与时间的精密舞蹈。弯曲的出现，是这场舞蹈中不和谐的步调。要让它重回和谐，需要我们用系统性的思维，从宏观的工艺调控到微观的材料匹配，从精密的模具设计到稳定的设备基础，进行全方位的梳理与优化。这是一项充满挑战的工作，但当看到平整光滑的复合制品从生产线稳定产出时，那份成就感，正是我们工艺工程师价值的体现。

总结：走向平衡的共挤艺术

TPE与PP共挤时的弯曲，是两种材料不同“性格”在热力作用下冲突的直观体现。解决之道，在于理解、平衡与引导。我们通过调整温度场来调控收缩的节奏，通过匹配速度与厚度来平衡收缩的力矩，通过优化冷却来释放残余的应力，更通过精选材料与精巧模具从源头减少冲突的根源。

这要求我们不仅是一名操作者，更是一名材料性能的解读者、应力分布的分析师和工艺系统的协调者。没有一劳永逸的固定参数，只有对原理的深刻把握和根据现场情况的动态调整。从被动的故障排除，到主动的工艺设计，是应对此类复杂工艺问题的必由之路。

希望本文的探讨，能为您提供一张清晰的“作战地图”，当下一次面对共挤弯曲的挑战时，能够从容不迫，精准施策，让您的TPE/PP复合制品始终笔直、平整、坚固。

常见问题解答

问：在无法改变材料和模具的情况下，现场最快能尝试的调整方法是什么？
答：首先检查并确保冷却水槽各部位水温一致，牵引辊压力均匀。然后，可以尝试一个快速组合调整：微幅降低PP的挤出温度（5-10°C），同时微幅提高TPE的挤出温度（5-10°C），并观察弯曲方向变化。如果弯曲有改善，可在此基础上进一步微调。同时，检查并微调两层挤出的线速度匹配，尝试让弯曲凸面一侧的物料挤出速度略微加快。这是最常用且见效较快的在线调整方向。

问：为什么有时共挤制品刚出来是平的，冷却或收卷后就弯了？
答：这通常表明冷却不充分或收卷张力不当。制品表面看似固化，但芯部仍有较高温度，在后续冷却或收卷张力的作用下，内部残余热应力释放导致变形。解决方法是确保充分冷却，可以降低牵引速度以延长在水槽中的时间，或检查冷却水流量水温是否足够。同时，优化收卷张力，采用锥度张力控制，避免卷芯过紧。

问：使用三层共挤（如TPE/粘合层/PP）是否能改善弯曲？
答：有可能。增加一层粘合树脂（通常是一种改性聚烯烃）作为中间层，有时能起到应力缓冲和过渡的作用。如果TPE和PP收缩差异很大，一个模量介于两者之间的中间层，可以缓和界面应力梯度。更重要的是，优异的层间粘合力能将两层更牢固地结合，像一个整体一样抵抗弯曲。但这并非绝对，且增加了生产的复杂性。是否采用，需基于成本和对界面粘合强度的实际需求来评估。

问：如何定量测量和评估共挤制品的弯曲程度？
答：常用的简单方法是悬垂法或平台法。取一定长度（如1米）的样品，将其一端紧贴一个垂直基准面，让其自由悬垂，测量另一端偏离基准面的最大距离，即为翘曲度。或者将样品平放在一个绝对水平的平台上，用塞尺测量样品中部或端部抬起的高度。对于更精确的控制，可以使用激光轮廓扫描仪在线测量。企业应内部制定一个可接受的弯曲度标准（如每米不超过5毫米）。

问：气候或环境温湿度变化，会影响共挤弯曲吗？
答：会，特别是对于宽幅、薄型的制品。生产车间的穿堂风，如果持续吹向共挤片材的一面，会造成单面冷却过快，导致弯曲。季节变化导致的环境温度、冷却水温变化，也会影响整体的冷却速率和最终收缩平衡。因此，对于高精度要求的共挤生产，保持车间环境稳定，使用闭式循环的冷却水温系统，是重要的基础条件。

• 上一篇：TPE弹性体表面耐刮是什么原因？
• 下一篇：TPE弹性体和PVC混在一起怎么办？