在熱塑性彈性體TPE的注塑與擠出成型過程中，流痕是一種極為常見且影響產(chǎn)品外觀質(zhì)量的主要缺陷。筆者在超過十五年的高分子材料加工與改性生涯中，見證了無數(shù)因流痕問題導(dǎo)致的客戶投訴與成本損失。流痕，通常表現(xiàn)為以澆口或特定點為中心呈現(xiàn)出的波浪狀、云霧狀或螺旋狀的色澤不均與紋理差異，它并非材料的本體顏色，而是熔體在流動過程中因冷卻、剪切、取向等復(fù)雜因素造成的視覺瑕疵。這一問題在淺色制品、高光表面要求的產(chǎn)品上尤為突出。流痕的本質(zhì)是熔體流動前沿的溫差、速差以及由此引發(fā)的固化速率差異在制品表面的凝固投影。本文將深入剖析TPE成型中流痕產(chǎn)生的物理化學(xué)根源，從材料流變學(xué)、工藝動力學(xué)、模具熱力學(xué)等多維度展開，并結(jié)合實際案例，提供一套從系統(tǒng)性診斷到根本性解決的實踐方案。

流痕的微觀形態(tài)與分類：精準(zhǔn)識別是診斷的第一步

并非所有流痕都源于同一機理。根據(jù)其形態(tài)、位置和成因，可將其分為以下幾類，精準(zhǔn)識別是有效解決問題的前提。

噴射流痕： 這是最為劇烈的一種流痕。當(dāng)熔體通過狹小的澆口時，若注射速度過快，熔體會像子彈一樣高速噴射進入型腔，而非平穩(wěn)地鋪展前進。這股先射出的熔體與冰冷的模壁接觸后迅速冷卻固化，隨后而來的熔體推動這已固化的冷料向前移動，在制品表面形成蛇形或蚯蚓狀的彎曲褶皺痕跡。噴射流痕通常從澆口處開始，痕跡明顯且伴有力學(xué)性能的弱化。

波流痕： 表現(xiàn)為以澆口為中心呈放射狀的波浪形紋路。其成因是熔體在流動過程中，前沿部分與模壁接觸冷卻，粘度升高，流動阻力增大。后續(xù)熔體需要推動這層高粘度的前鋒，導(dǎo)致流動不穩(wěn)定，形成滯流與奔流交替的波動現(xiàn)象，固化后即呈現(xiàn)波浪狀痕跡。這種流痕在壁厚突變或流道經(jīng)過鑲件時更容易出現(xiàn)。

暈影流痕： 通常圍繞在澆口周圍，形成一圈顏色與主體不同的暈影或光暈。這主要是由于澆口附近剪切生熱劇烈，與周圍區(qū)域形成較大溫差，導(dǎo)致局部材料結(jié)晶度、分子取向或添加劑分布出現(xiàn)差異，從而引起光反射特性不同。在高光表面制品上，這種流痕尤為明顯。

滯留流痕： 由于模具設(shè)計或工藝參數(shù)不當(dāng)，熔體在流道或型腔的某些角落滯留時間過長，發(fā)生輕微降解或熱歷史差異，當(dāng)這部分熔體最終被推入型腔時，其流動行為與本體熔體不同，形成局部的色差或紋路。

材料因素：流痕產(chǎn)生的內(nèi)在稟賦

TPE材料本身的特性是流痕形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。其配方組成直接決定了熔體的流變行為，從而深刻影響填充過程的穩(wěn)定性。

熔體流動速率與流變特性

TPE的熔體流動速率是其流動性的量化指標(biāo)。MFR過高，熔體粘度太低，雖然流動性好，但如同過稀的液體，易發(fā)生噴射，難以控制平穩(wěn)的流動前沿，形成噴射流痕和波流痕的風(fēng)險增加。MFR過低，熔體粘度高，流動阻力大，需要更高的注射壓力，熔體前鋒容易冷卻，形成滯流，同樣會引發(fā)流痕。TPE作為一種粘彈性材料，其粘度對剪切速率和溫度非常敏感（即非牛頓流體）。在高速剪切下（如通過澆口時），粘度會急劇下降，此特性若未在工藝中予以考慮和控制，極易導(dǎo)致流動失穩(wěn)。

配方中的添加劑與著色劑

TPE配方中富含增塑油、填料、穩(wěn)定劑和色粉等。這些組分的分散均勻性、與基體的相容性以及它們在流動過程中的遷移行為，對流痕有直接影響。

分散不均： 色母?；蛱砑觿┤绻赥PE基體中分散不良，在熔體流動時，這些團聚的顆粒會隨著流線分布，形成可見的流線狀痕跡。

相容性差： 某些潤滑劑（如硅酮類）或低分子量組分，如果與TPE基體相容性不佳，在熔體流動的剪切和溫度場中會發(fā)生遷移，在流動前沿富集，改變局部表面的光澤和顏色，形成暈影或流痕。

熱穩(wěn)定性不足： 熱穩(wěn)定性較差的顏料或助劑，在料筒或澆口附近因受熱歷史較長而發(fā)生輕微降解或顏色變化，當(dāng)這部分材料進入型腔后，會形成顏色差異性的流痕。

TPE材料特性與流痕傾向關(guān)聯(lián)表

材料特性	對流痕形成的影響機制	易引發(fā)的流痕類型	選材與配方優(yōu)化方向
高MFR（低粘度）	易發(fā)生噴射，流動前沿不穩(wěn)定	噴射流痕，波流痕	選擇MFR適中或含有流變調(diào)節(jié)劑的牌號
低MFR（高粘度）	流動阻力大，前鋒易冷卻滯流	波流痕，缺料	適當(dāng)提高加工溫度，優(yōu)化模具流道
添加劑分散/相容性差	流動過程中發(fā)生遷移或顯露	暈影流痕，色差流痕	改善分散工藝，選用相容性好的助劑
冷卻速率過快	前鋒與后續(xù)熔體溫差大，固化不同步	波流痕，冷料痕	選用結(jié)晶速率較慢或改性牌號

TPE的冷卻結(jié)晶行為

部分TPE（如某些TPU）具有結(jié)晶特性。熔體注入模腔后，冷卻速率的不同會導(dǎo)致結(jié)晶度的差異。流動前沿冷卻快，可能結(jié)晶度低；而后續(xù)熔體在保壓作用下冷卻較慢，結(jié)晶度可能更高。結(jié)晶度的差異會導(dǎo)致對光線的反射和散射不同，從而形成可見的流痕。非結(jié)晶性TPE雖無此問題，但過快的冷卻仍會因分子鏈凍結(jié)取向不同而產(chǎn)生光澤差異。

成型工藝參數(shù)：流動過程的直接控制器

工藝參數(shù)是駕馭材料行為的韁繩。不當(dāng)?shù)膮?shù)設(shè)置是引發(fā)流痕最直接、最常見的操作層面原因。

注射速度與多級注射控制

注射速度過快： 這是導(dǎo)致噴射流痕的首要原因。高速射出的熔體具有巨大的動能，直接噴射到型腔遠端，與模壁碰撞折疊，形成蛇形紋。同時，高速流動也易產(chǎn)生湍流，破壞平穩(wěn)的層流前沿。

注射速度過慢： 速度過慢，熔體前鋒在充模過程中持續(xù)冷卻，粘度不斷升高，流動越發(fā)困難，需要更高的壓力來推動，這會導(dǎo)致明顯的波流痕，甚至充模不足。

解決方案：采用多級注射速度控制。 這是解決流痕問題的核心工藝手段。設(shè)定一個慢速通過澆口，使熔體以鋪展的方式進入型腔，避免噴射；一旦熔體平穩(wěn)地越過澆口區(qū)域，立即轉(zhuǎn)換為中高速充滿型腔的大部分，以防止冷料形成；在充模結(jié)束前，再切換為低速，以利于排氣和減少保壓沖擊。這種“慢-快-慢”的注射模式是消除流痕的經(jīng)典策略。

溫度體系的精準(zhǔn)控制

熔體溫度過低： 熔體塑化不良，粘度高，流動性差，不僅加劇波流痕，本身也容易形成因塑化不均導(dǎo)致的料花痕。溫度過低還使熔體前鋒更易冷卻。

熔體溫度過高： 可能導(dǎo)致部分添加劑或基體降解，降解物在流動中形成流痕。過高的溫度也使粘度太低，增加了控制流動前沿穩(wěn)定性的難度。

模具溫度過低： 這是產(chǎn)生流痕的一個關(guān)鍵因素。冷的模具會使熔體前鋒迅速降溫固化，與后續(xù)熱熔體形成巨大溫差和粘度差，流動前沿的波動被“凍結(jié)”下來，形成清晰的波流痕。適當(dāng)提高模溫，可以減小熔體前鋒與后續(xù)熔體的溫差，使流動更平穩(wěn)，固化更同步，是消除波流痕最有效的方法之一。

關(guān)鍵工藝參數(shù)對流痕的影響及優(yōu)化策略

工藝參數(shù)	設(shè)置不當(dāng)?shù)暮蠊?/strong>	導(dǎo)致的流痕類型	優(yōu)化原則與方向
注射速度	過快：噴射；過慢：滯流	噴射流痕，波流痕	采用多級注射，澆口處慢速
熔體溫度	過低：粘度高，冷卻快；過高：降解	波流痕，降解流痕	在推薦范圍內(nèi)適中偏高，保證塑化
模具溫度	過低：前鋒冷卻過快，溫差大	波流痕，冷料痕	適當(dāng)提高模溫，減小溫差
保壓壓力/切換	保壓不足或切換過早：補縮不夠	收縮凹陷，間接影響流痕	保證足夠保壓，切換點精準(zhǔn)

保壓壓力與V/P切換點

雖然保壓主要影響收縮和縮孔，但其切換點的設(shè)定影響型腔末端的填充狀態(tài)。V/P（體積到壓力）切換過早，型腔未充滿就進入保壓，會加劇流動紊亂；切換過晚，則可能產(chǎn)生過填充和飛邊。一個精準(zhǔn)的V/P切換點（如按充填體積的95%-98%切換），有助于形成平穩(wěn)的保壓過渡，間接改善整體外觀。

模具設(shè)計與澆注系統(tǒng)：流痕的先天決定因素

模具是熔體流動的舞臺，其設(shè)計合理性從根本上決定了流動的形態(tài)。許多流痕問題，其根源在于模具設(shè)計的固有缺陷。

澆口設(shè)計與位置

澆口尺寸過小： 過小的澆口會產(chǎn)生極高的剪切速率，一方面使熔體溫度急劇升高（剪切生熱），另一方面極易引發(fā)噴射現(xiàn)象。對于TPE這類材料，應(yīng)盡量避免使用針點式澆口，而采用扇形澆口、薄膜式澆口或尺寸稍大的潛伏式澆口，以引導(dǎo)熔體以鋪展的方式進入型腔。

澆口位置不當(dāng)： 澆口正對著型腔壁或核心銷，熔體沖出后直接撞擊障礙物，產(chǎn)生湍流和折疊，形成流痕。理想的澆口位置應(yīng)使熔體能夠平穩(wěn)地朝向開放區(qū)域流動。

流道系統(tǒng)與冷料井

流道尺寸過小，壓力損失大，熔體溫升嚴重；流道尺寸過大，則冷卻時間長，周期延長。主流道末端的冷料井設(shè)計至關(guān)重要，它用于容納噴嘴前端溫度已降低的冷料，防止其進入型腔。如果冷料井容量不足或設(shè)計不合理，冷料進入型腔便會形成明顯的冷料痕。

冷卻系統(tǒng)設(shè)計

模具冷卻水路的布局直接影響模溫的均勻性。如果模具不同區(qū)域溫差過大，會導(dǎo)致熔體在各部位流動和冷卻速度不一致，這種差異會在制品表面形成可見的流動痕跡或光暈。確保模溫均勻，是獲得一致外觀的基礎(chǔ)。

排氣系統(tǒng)

模具排氣不暢，困住的空氣會被壓縮并迅速升溫，可能燒焦局部物料，形成流痕。同時，氣阻會阻礙熔體平穩(wěn)填充，導(dǎo)致流動前沿猶豫不前，形成流痕。在熔體最后填充的區(qū)域和熔接線位置開設(shè)深度適當(dāng)?shù)呐艢獠郏▽τ赥PE，通常0.01-0.03mm），是必要的措施。

系統(tǒng)性解決方案與現(xiàn)場調(diào)試步驟

面對流痕問題，應(yīng)遵循一套系統(tǒng)化的診斷與解決流程，避免盲目試錯。

第一步：觀察與診斷。 仔細觀察流痕的形態(tài)、起始位置和分布規(guī)律，對照前述分類，初步判斷是噴射流痕、波流痕還是其他類型。這是制定解決方案的基礎(chǔ)。

第二步：工藝參數(shù)優(yōu)化（成本最低的調(diào)整）。

1. 提高模具溫度： 這是消除波流痕的首選且最有效的措施。可逐步提高模溫10-20°C，觀察效果。

2. 調(diào)整多級注射速度： 設(shè)定慢速通過澆口區(qū)域，然后提高速度快速充滿型腔主體。

3. 優(yōu)化溫度設(shè)置： 確保熔體溫度在材料推薦范圍的中間偏上值，保證塑化良好且不降解。

4. 調(diào)整V/P切換點： 確保在型腔即將充滿（約95%-98%）時進行切換。

第三步：檢查模具狀態(tài)（如需修改模具，成本較高）。

1. 檢查澆口： 如可能，考慮擴大澆口尺寸或修改為扇形澆口。

2. 檢查排氣： 確保排氣槽通暢且位置、深度合適。

3. 檢查冷卻水路： 確保模具各區(qū)域溫度均勻。

第四步：評估材料因素（最終手段）。

1. 更換牌號： 如果以上措施均效果不佳，考慮更換為MFR更適中、加工窗口更寬或?qū)ｉT用于外觀件的TPE牌號。

2. 改善預(yù)處理： 確保材料充分干燥，避免水分汽化引起表面缺陷干擾判斷。

常見問題

問：如何快速判斷流痕是工藝原因還是模具原因？

答：一個實用的快速判斷方法是進行短射實驗。將注射量設(shè)置為充滿型腔的10%，30%，50%，70%，90%……并進行注射，觀察熔體前鋒的形態(tài)。如果即使在很短的射膠量下，流痕的形態(tài)（如蛇形）就已經(jīng)出現(xiàn)，這強烈指向澆口設(shè)計不合理導(dǎo)致的噴射（模具原因）。如果流痕是在充填到一定比例后才逐漸出現(xiàn)并加劇，尤其是呈波浪狀，則更可能是指向模具溫度過低或注射速度不匹配等工藝原因。

問：提高模具溫度后流痕消失了，但產(chǎn)品變形量增加了，如何取舍？

答：這是一個典型的矛盾。提高模溫改善了外觀（減少流痕、降低內(nèi)應(yīng)力），但會延長冷卻時間，并可能因頂出時產(chǎn)品較軟而增加變形風(fēng)險。解決方案不是二選一，而是尋找平衡點。可以嘗試：1) 找到能基本消除流痕的最低有效模溫，而非一味提高。2) 優(yōu)化冷卻水路設(shè)計，提高冷卻效率，在保證模溫均勻的同時縮短周期。3) 優(yōu)化保壓曲線和冷卻時間，并在頂出后使用定型夾具來控制變形。有時，結(jié)合調(diào)整注射速度，可以在稍低的模溫下也能控制流痕。

問：對于一模多腔的模具，為什么只有特定幾個腔有流痕，其他腔是好的？

答：這強烈指向流道不平衡或冷卻不均。在多腔模中，雖然流道設(shè)計上追求平衡，但實際加工中可能存在細微差異，導(dǎo)致到達各型腔的熔體壓力、溫度和速度有差別。同時，模具各腔的冷卻效果也可能不同。對于有流痕的型腔，其對應(yīng)的流道可能偏?。ㄗ枇Υ螅?，或冷卻效果更好（模溫更低）。解決此問題需要從模具入手，檢查并修正流道的平衡性，并確保各腔冷卻均勻。

問：使用高光澤的TPE材料時，對流痕特別敏感，有什么特別要注意的？

答：高光澤表面對任何流動瑕疵都放大效應(yīng)。除上述通用措施外，需特別注意：1) 極高的模具表面光潔度（通常需要鏡面拋光），任何模具表面的劃痕都會復(fù)制到產(chǎn)品上。2) 更嚴格、更均勻的模溫控制，建議使用模溫機，將模溫設(shè)置在材料推薦范圍的上限附近。3) 極慢的初始注射速度，確保熔體以層流方式平穩(wěn)接觸模壁。4) 考慮使用熱流道系統(tǒng)，能更好地控制熔體溫度和流動狀態(tài)，顯著改善外觀。

TPE成型中的流痕問題，是材料特性、工藝參數(shù)、模具設(shè)計三者相互作用的結(jié)果。解決之道在于深入理解其產(chǎn)生機理，并采用系統(tǒng)化的思路，從最簡單的工藝參數(shù)調(diào)整入手，逐步深入到模具和材料的優(yōu)化。培養(yǎng)通過流痕形態(tài)快速判斷根源的能力，是每一位成型工程師寶貴的實踐經(jīng)驗。