在塑料制品制造領(lǐng)域，注塑成型是一種極為常見且高效的加工方法，TPR(熱塑性橡膠)材料因其兼具橡膠的彈性和塑料的加工特性，被廣泛應(yīng)用于玩具、鞋材、日用品、汽車配件等眾多行業(yè)。在實際生產(chǎn)過程中，使用注塑機(jī)加工黑色TPR產(chǎn)品時，有時會出現(xiàn)產(chǎn)品表面有白色流紋的問題。這些白色流紋不僅影響了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，降低了產(chǎn)品的美觀度和市場競爭力，還可能暗示著產(chǎn)品內(nèi)部存在潛在的缺陷，影響產(chǎn)品的使用性能和壽命。究竟是什么原因?qū)е铝撕谏玊PR產(chǎn)品出現(xiàn)白色流紋呢?我們又該如何有效地解決這一問題呢?本文將深入剖析這一問題，為大家提供全面且實用的解決方案。

白色流紋產(chǎn)生的原因分析

材料方面因素

材料干燥不充分

TPR材料具有一定的吸濕性，如果材料在注塑前沒有經(jīng)過充分的干燥處理，水分會殘留在材料內(nèi)部。在注塑過程中，當(dāng)高溫的熔融TPR材料通過注塑機(jī)的螺桿和射嘴進(jìn)入模具型腔時，水分會迅速汽化形成水蒸氣。這些水蒸氣在熔融材料中形成氣泡，隨著材料的流動，氣泡會被拉伸成細(xì)長的形狀，當(dāng)材料冷卻固化后，就會在產(chǎn)品表面形成白色的流紋。特別是在黑色TPR產(chǎn)品中，白色流紋會更加明顯，嚴(yán)重破壞了產(chǎn)品的外觀。

材料混合不均勻

TPR材料在生產(chǎn)過程中通常需要添加各種助劑，如色母粒、增塑劑、穩(wěn)定劑等。如果這些助劑與TPR基體材料混合不均勻，就會導(dǎo)致材料內(nèi)部各部分的性能存在差異。在注塑時，性能不均勻的材料在流動過程中會出現(xiàn)速度和方向的不一致，從而形成白色流紋。色母粒分散不好，局部區(qū)域色母粒濃度過高或過低，就會使產(chǎn)品表面出現(xiàn)顏色不均的流紋，在黑色產(chǎn)品中可能表現(xiàn)為白色或淺色的流紋。

材料降解

TPR材料在高溫、高壓或長時間受熱的情況下容易發(fā)生降解。如果注塑機(jī)的溫度設(shè)置過高，或者材料在注塑機(jī)料筒內(nèi)停留時間過長，材料分子鏈會發(fā)生斷裂，產(chǎn)生小分子物質(zhì)。這些小分子物質(zhì)與正常分子鏈的TPR材料在性能上存在差異，在注塑過程中會形成不均勻的相結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致產(chǎn)品表面出現(xiàn)白色流紋。材料中如果含有易揮發(fā)的成分，在高溫下?lián)]發(fā)后也會在產(chǎn)品表面留下痕跡，形成類似流紋的缺陷。

注塑機(jī)及模具方面因素

注塑機(jī)溫度控制不當(dāng)

注塑機(jī)的料筒溫度、射嘴溫度和模具溫度對TPR材料的流動和成型起著至關(guān)重要的作用。如果料筒溫度過高，材料容易降解，同時會使材料的流動性增強(qiáng)，在注塑過程中容易出現(xiàn)噴射現(xiàn)象，導(dǎo)致材料在模具型腔內(nèi)分布不均勻，形成白色流紋。如果料筒溫度過低，材料塑化不良，熔融不充分，在流動過程中會產(chǎn)生阻力，使材料流動不順暢，也會形成流紋。射嘴溫度過高或過低同樣會影響材料的流動，導(dǎo)致流紋的產(chǎn)生。模具溫度過高或過低也會影響材料的冷卻速度和收縮率，從而影響產(chǎn)品表面的質(zhì)量，出現(xiàn)白色流紋。

注塑壓力和速度不合理

注塑壓力和速度是控制材料填充模具型腔的關(guān)鍵參數(shù)。如果注塑壓力過低，材料無法順利充滿模具型腔，在填充過程中會出現(xiàn)停頓和斷流現(xiàn)象，導(dǎo)致材料在產(chǎn)品表面形成流紋。注塑速度過快，材料在模具型腔內(nèi)的流動速度不均勻，會產(chǎn)生湍流和噴射現(xiàn)象，使材料在表面堆積不均勻，形成白色流紋。而注塑速度過慢，材料在流動過程中容易冷卻，導(dǎo)致流動阻力增大，同樣會出現(xiàn)流紋。

模具設(shè)計缺陷

模具的設(shè)計對產(chǎn)品的成型質(zhì)量有著決定性的影響。如果模具的澆口設(shè)計不合理，如澆口尺寸過小、形狀不當(dāng)或位置不合適，會導(dǎo)致材料在進(jìn)入模具型腔時受到過大的阻力，流動不順暢，從而形成白色流紋。澆口過小會使材料在通過時產(chǎn)生噴射，使材料在產(chǎn)品表面形成放射狀流紋。模具的流道設(shè)計也不容忽視，流道過窄、過長或轉(zhuǎn)彎過多，會增加材料的流動阻力，使材料在流動過程中產(chǎn)生熱量積聚和壓力損失，導(dǎo)致材料性能不均勻，形成流紋。模具的排氣不良也是一個常見問題，當(dāng)模具內(nèi)氣體無法及時排出時，會在材料表面形成氣泡和流紋。

操作工藝方面因素

背壓設(shè)置不當(dāng)

背壓是指在注塑機(jī)螺桿后退時，螺桿頭部熔融材料所受到的壓力。適當(dāng)?shù)谋硥嚎梢允共牧显诹贤矁?nèi)得到充分的塑化和混合，排出材料中的氣體。如果背壓設(shè)置過低，材料塑化不均勻，氣體無法有效排出，在注塑過程中會形成氣泡和流紋。背壓設(shè)置過高，會增加材料的剪切熱，導(dǎo)致材料降解，同時也會使材料在料筒內(nèi)的停留時間延長，增加材料降解的風(fēng)險，同樣會引起白色流紋的產(chǎn)生。

螺桿轉(zhuǎn)速不合理

螺桿轉(zhuǎn)速決定了材料在料筒內(nèi)的輸送速度和受到的剪切作用。螺桿轉(zhuǎn)速過快，材料受到的剪切力過大，會產(chǎn)生過多的熱量，使材料溫度升高，容易導(dǎo)致材料降解。過快的螺桿轉(zhuǎn)速會使材料在料筒內(nèi)的停留時間縮短，材料塑化不充分，在注塑過程中會出現(xiàn)流動不均勻的現(xiàn)象，形成白色流紋。螺桿轉(zhuǎn)速過慢，材料在料筒內(nèi)的輸送速度慢，會延長材料在高溫下的停留時間，增加材料降解的可能性，也會影響產(chǎn)品的成型質(zhì)量。

保壓時間和壓力不合適

保壓階段是在材料充滿模具型腔后，繼續(xù)施加一定的壓力，以補(bǔ)償材料在冷卻過程中的收縮。如果保壓時間過短或保壓壓力過低，材料在冷卻過程中會出現(xiàn)收縮不均勻的情況，導(dǎo)致產(chǎn)品表面出現(xiàn)凹陷和流紋。保壓時間過長或保壓壓力過高，會使材料在模具內(nèi)受到過大的壓力，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，同時也會影響材料的流動和分布，形成白色流紋。

解決方案

材料處理方面

加強(qiáng)材料干燥

在注塑前，必須對TPR材料進(jìn)行充分的干燥處理?？梢愿鶕?jù)材料的特性和生產(chǎn)要求，選擇合適的干燥設(shè)備和干燥工藝。TPR材料的干燥溫度在60 – 80℃之間，干燥時間為2 – 4小時?？梢允褂贸凉窀稍餀C(jī)，它能夠有效地去除材料中的水分，保證材料的干燥效果。在干燥過程中，要定期檢查材料的干燥情況，確保水分含量符合要求。要注意干燥設(shè)備的密封性，防止干燥后的材料再次受潮。

優(yōu)化材料混合工藝

為了確保TPR材料與各種助劑混合均勻，需要采用合適的混合設(shè)備和工藝?？梢允褂酶咚倩旌蠙C(jī)對材料進(jìn)行預(yù)混合，使色母粒、增塑劑等助劑能夠初步分散在TPR基體材料中。再通過雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的熔融共混，在高溫和強(qiáng)剪切的作用下，使各種組分充分融合。在混合過程中，要嚴(yán)格控制混合時間、溫度和轉(zhuǎn)速等參數(shù)，確?；旌闲Ч?。還可以對混合后的材料進(jìn)行抽樣檢測，檢查助劑的分散情況，如發(fā)現(xiàn)混合不均勻，要及時調(diào)整混合工藝。

防止材料降解

合理設(shè)置注塑機(jī)的溫度參數(shù)是防止材料降解的關(guān)鍵。要根據(jù)TPR材料的推薦加工溫度范圍，結(jié)合實際生產(chǎn)情況，精確設(shè)置料筒各段溫度、射嘴溫度和模具溫度。在生產(chǎn)過程中，要密切關(guān)注溫度的變化，避免溫度過高或過低。要控制材料在注塑機(jī)料筒內(nèi)的停留時間，盡量縮短材料的加熱時間。可以采用加大螺桿轉(zhuǎn)速、優(yōu)化注塑周期等方法來減少材料在料筒內(nèi)的停留時間。還可以選擇添加抗氧劑等穩(wěn)定劑來提高材料的熱穩(wěn)定性，減少材料降解的可能性。

注塑機(jī)及模具調(diào)整方面

精確控制注塑機(jī)溫度

使用高精度的溫度控制系統(tǒng)對注塑機(jī)的料筒溫度、射嘴溫度和模具溫度進(jìn)行精確控制。在開機(jī)前，要對溫度傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保溫度測量的準(zhǔn)確性。根據(jù)材料的特性和產(chǎn)品的要求，逐步調(diào)整溫度參數(shù)，觀察產(chǎn)品的成型質(zhì)量?？梢韵葘囟仍O(shè)置在推薦范圍的中值，然后根據(jù)產(chǎn)品的實際情況進(jìn)行微調(diào)。如果產(chǎn)品出現(xiàn)白色流紋，可以適當(dāng)降低料筒溫度和射嘴溫度，但要避免溫度過低導(dǎo)致材料塑化不良。要根據(jù)產(chǎn)品的厚度和形狀，合理設(shè)置模具溫度，保證材料在模具內(nèi)能夠均勻冷卻。

合理調(diào)整注塑壓力和速度

通過試驗和經(jīng)驗積累，找到適合特定TPR產(chǎn)品和模具的注塑壓力和速度。可以采用分段注塑的方法，在不同的注塑階段設(shè)置不同的壓力和速度。在注塑初期，可以采用較低的壓力和速度，使材料緩慢進(jìn)入模具型腔，避免噴射現(xiàn)象的產(chǎn)生。隨著材料的填充，逐漸增加壓力和速度，確保材料能夠充滿模具型腔。但要注意壓力和速度的增加幅度，避免過快導(dǎo)致材料流動不均勻。可以通過觀察產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、測量產(chǎn)品的尺寸和重量等方法來評估注塑壓力和速度的合理性，如發(fā)現(xiàn)白色流紋，要及時調(diào)整參數(shù)。

改進(jìn)模具設(shè)計

優(yōu)化澆口設(shè)計：根據(jù)產(chǎn)品的形狀、尺寸和材料的流動特性，合理設(shè)計澆口的尺寸、形狀和位置。澆口的尺寸要足夠大，以保證材料能夠順利進(jìn)入模具型腔。可以采用扇形澆口、點澆口等不同形式的澆口，根據(jù)產(chǎn)品的具體情況進(jìn)行選擇。澆口的位置要選擇在能夠使材料均勻填充模具型腔的地方，避免材料在填充過程中產(chǎn)生死角和渦流。可以通過模具流道模擬軟件對澆口設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，提高澆口設(shè)計的合理性。

改善流道設(shè)計：流道的設(shè)計要盡量減少材料的流動阻力，保證材料能夠順暢地流動?？梢圆捎脠A形流道，其流動阻力較小。流道的尺寸要根據(jù)產(chǎn)品的產(chǎn)量和材料的流動性進(jìn)行合理確定，避免流道過窄或過長。要減少流道的轉(zhuǎn)彎次數(shù)和彎曲角度，使材料在流道內(nèi)的流動更加平穩(wěn)。

加強(qiáng)模具排氣：在模具設(shè)計過程中，要充分考慮排氣問題?？梢栽谀＞叩姆中兔妗⑿托镜炔课辉O(shè)置排氣槽，排氣槽的尺寸要根據(jù)產(chǎn)品的材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)計。排氣槽的深度為0.02 – 0.05mm，寬度為3 – 5mm。還可以采用透氣鋼等材料來制作模具的某些部位，提高模具的排氣性能。在生產(chǎn)過程中，要定期清理排氣槽，防止排氣槽被堵塞。

操作工藝優(yōu)化方面

合理設(shè)置背壓

根據(jù)TPR材料的特性和注塑機(jī)的性能，合理設(shè)置背壓。背壓的設(shè)置范圍在5 – 20bar之間。可以通過試驗來確定最佳的背壓值，在保證材料充分塑化和排氣的前提下，盡量降低背壓，以減少材料的剪切熱和降解風(fēng)險。在調(diào)整背壓時，要觀察材料的塑化情況和產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)材料塑化不均勻或有氣泡產(chǎn)生，可以適當(dāng)增加背壓；如發(fā)現(xiàn)材料降解或產(chǎn)品出現(xiàn)流紋，可以適當(dāng)降低背壓。

調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速

根據(jù)材料的流動性和注塑機(jī)的產(chǎn)能，合理調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速。TPR材料的螺桿轉(zhuǎn)速在50 – 150r/min之間。在調(diào)整螺桿轉(zhuǎn)速時，要綜合考慮材料的塑化效果、剪切熱和停留時間等因素?？梢韵葘⒙輻U轉(zhuǎn)速設(shè)置在一個較低的值，然后逐漸增加，觀察產(chǎn)品的成型質(zhì)量。如果產(chǎn)品出現(xiàn)白色流紋或材料降解現(xiàn)象，要適當(dāng)降低螺桿轉(zhuǎn)速。要注意螺桿轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性，避免轉(zhuǎn)速波動過大影響產(chǎn)品質(zhì)量。

優(yōu)化保壓時間和壓力

通過試驗確定合適的保壓時間和壓力。保壓時間要根據(jù)產(chǎn)品的厚度、材料的收縮率和模具的冷卻情況來確定。保壓時間在產(chǎn)品冷卻時間的30% – 50%之間。保壓壓力要根據(jù)產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量要求來設(shè)置，一般為注塑壓力的60% – 80%。在調(diào)整保壓時間和壓力時，要觀察產(chǎn)品的收縮情況和表面質(zhì)量，如發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品出現(xiàn)凹陷或流紋，要適當(dāng)增加保壓時間和壓力；如發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力或變形，要適當(dāng)減少保壓時間和壓力。

預(yù)防措施

建立完善的原材料檢驗制度

在采購TPR原材料時，要嚴(yán)格檢驗材料的質(zhì)量，包括材料的外觀、顏色、水分含量、分子量分布等指標(biāo)。對每批原材料進(jìn)行留樣，以便在出現(xiàn)問題時進(jìn)行追溯和分析。要與供應(yīng)商建立良好的合作關(guān)系，要求供應(yīng)商提供材料的質(zhì)量保證書和相關(guān)檢測報告。在原材料儲存過程中，要注意防潮、防曬、防火，避免材料受到外界環(huán)境的影響而發(fā)生性能變化。

制定標(biāo)準(zhǔn)化的操作工藝規(guī)程

根據(jù)不同的TPR產(chǎn)品和模具，制定詳細(xì)的標(biāo)準(zhǔn)化操作工藝規(guī)程，明確注塑機(jī)的溫度、壓力、速度、背壓、螺桿轉(zhuǎn)速、保壓時間和壓力等參數(shù)的設(shè)置范圍。對操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，使其熟悉操作工藝規(guī)程，嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行操作。在生產(chǎn)過程中，要定期對操作工藝進(jìn)行檢查和評估，根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量反饋及時調(diào)整工藝參數(shù)，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。

定期維護(hù)和保養(yǎng)注塑機(jī)及模具

定期對注塑機(jī)進(jìn)行清潔、檢查和維修，確保設(shè)備的正常運行。檢查注塑機(jī)的加熱系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)等的工作性能，及時更換磨損的零部件。對模具進(jìn)行定期清理、保養(yǎng)和維修，檢查模具的澆口、流道、排氣槽等部位是否有堵塞或磨損情況，及時進(jìn)行清理和修復(fù)。要對模具進(jìn)行防銹處理，延長模具的使用壽命。

結(jié)論

注塑機(jī)打黑色TPR產(chǎn)品出現(xiàn)白色流紋是一個涉及材料、注塑機(jī)、模具和操作工藝等多方面因素的復(fù)雜問題。要解決這一問題，需要我們從多個角度進(jìn)行深入分析和研究，采取針對性的措施。通過加強(qiáng)材料處理，確保材料干燥充分、混合均勻，防止材料降解；精確控制注塑機(jī)及模具的各項參數(shù)，優(yōu)化模具設(shè)計；優(yōu)化操作工藝，合理設(shè)置背壓、螺桿轉(zhuǎn)速、保壓時間和壓力等，可以有效減少或消除白色流紋的產(chǎn)生。建立完善的預(yù)防措施，如原材料檢驗制度、標(biāo)準(zhǔn)化操作工藝規(guī)程和設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)制度等，能夠進(jìn)一步保證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性。在實際生產(chǎn)中，我們需要不斷積累經(jīng)驗，持續(xù)改進(jìn)生產(chǎn)工藝和設(shè)備，以提高黑色TPR產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和市場競爭力。希望本文的內(nèi)容能夠?qū)氖耇PR產(chǎn)品注塑生產(chǎn)的企業(yè)和從業(yè)人員有所幫助，共同推動TPR行業(yè)的發(fā)展。