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TPE彈性體注塑時(shí)為什么會(huì)有氣泡?
- 時(shí)間:2025-09-15 10:06:53
- 來(lái)源:立恩實(shí)業(yè)
- 作者:TPE
車間的注塑機(jī)又發(fā)出了規(guī)律的轟鳴聲,但這一次,操作員的眉頭卻緊鎖著。剛打出來(lái)的TPE件上,布滿了細(xì)小的氣泡,像是一件精雕細(xì)琢的藝術(shù)品被可惡的蟲蛀出了無(wú)數(shù)小孔。這種場(chǎng)景我見過(guò)太多次了,從早期的手忙腳亂到如今的從容應(yīng)對(duì),氣泡問題幾乎是每個(gè)TPE注塑人必經(jīng)的“修行”。用戶搜索這個(gè)問題時(shí),內(nèi)心一定充滿了焦慮和急切——生產(chǎn)卡殼了,良率下降了,交期迫在眉睫了。他們需要的不是教科書式的定義,而是一套能立刻上手的問題診斷思路和切實(shí)可行的解決方案。
氣泡,在TPE注塑中絕非小問題。它不僅是外觀缺陷,更是內(nèi)部結(jié)構(gòu)疏松的信號(hào),會(huì)直接拉低產(chǎn)品的力學(xué)性能和密封性能。更讓人頭疼的是,這些氣泡的來(lái)源錯(cuò)綜復(fù)雜,可能是材料、模具、工藝甚至是環(huán)境中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)掉了鏈子。它們像是隱藏在生產(chǎn)流程中的“幽靈”,需要我們拿著科學(xué)的“探照燈”,一步步把它揪出來(lái)。

文章目錄
一、材料中的“隱形”水汽:最容易被忽視的元兇
你能想象嗎?有時(shí)候,那些惱人的氣泡,其真身竟然是看不見的水分子。TPE材料,特別是以SEBS、SBS為基料的種類,其分子結(jié)構(gòu)具有一定的吸濕性。它們就像小小的海綿,在倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、甚至暴露在車間空氣的過(guò)程中,會(huì)悄然吸收環(huán)境中的水分。
這些被吸收的水分,平時(shí)安安分分地待在材料內(nèi)部。一旦被送入高溫高壓的注塑機(jī)炮筒,它們的命運(yùn)就發(fā)生了劇變。液態(tài)水瞬間汽化,體積急劇膨脹成千上萬(wàn)倍,變成高壓水蒸氣。這些高壓蒸汽被熔融的TPE裹挾著射入模具型腔,在產(chǎn)品冷卻定型的過(guò)程中,它們無(wú)法及時(shí)排出,最終就被凍結(jié)成了一個(gè)個(gè)微小的氣泡。
這種情況在潮濕的雨季或沿海地區(qū)尤為明顯。我記得有一年夏天,車間里一批TPE制品突然大面積出現(xiàn)內(nèi)部氣泡,排查了所有工藝參數(shù)都無(wú)果。最后才恍然大悟,那幾天連續(xù)暴雨,空氣濕度飆升,而物料桶恰好沒有密封嚴(yán)實(shí)。僅僅是一點(diǎn)濕氣,就足以讓整個(gè)生產(chǎn)陷入停滯。
??如何判斷??? 材料含水導(dǎo)致的氣泡,往往分布在產(chǎn)品內(nèi)部,切開后可見細(xì)密的小孔。有時(shí)在澆口附近會(huì)因?yàn)榧羟袩峒卸鼮槊黠@。
二、困住的空氣:一場(chǎng)排氣不暢的“交通堵塞”
注塑過(guò)程,其實(shí)就是一場(chǎng)空氣與熔體爭(zhēng)奪空間的“戰(zhàn)爭(zhēng)”。熔融的TPE以極高的速度涌入模具型腔,它必須沿著既定的流道,將原本占據(jù)在那里的空氣“推”出去。如果模具的排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)不當(dāng)——比如排氣槽太淺、位置不對(duì)、或者數(shù)量不夠——空氣就會(huì)被壓縮并困在熔體內(nèi)部。
這些被壓縮的空氣,同樣會(huì)在冷卻后形成氣泡。與水分氣泡不同的是,空氣氣泡通常體積稍大,位置更沒有規(guī)律,往往出現(xiàn)在熔體最后填充的區(qū)域或壁厚較厚的地方,因?yàn)槟切┑胤阶钊菀桌ё】諝狻?/p>
模具排氣,就像是給高速流動(dòng)的熔體預(yù)留的“呼吸通道”。這條通道一旦堵塞,悲劇必然發(fā)生。
三、過(guò)度的剪切與降解:材料被“燙”出來(lái)的氣體
TPE材料在注塑機(jī)炮筒中塑化,以及通過(guò)狹窄的澆口時(shí),會(huì)承受巨大的剪切力。這種剪切作用會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。如果螺桿轉(zhuǎn)速過(guò)快,或者背壓設(shè)置過(guò)高,就會(huì)導(dǎo)致熔體溫度局部過(guò)熱,超出TPE材料的熱分解溫度。
這時(shí),不僅僅是水分,就連TPE材料本身的一些不穩(wěn)定組分(如某些潤(rùn)滑劑、低分子量聚合物)也會(huì)發(fā)生熱降解,產(chǎn)生少量分解氣體。這些氣體混雜在熔體中,就成了氣泡的另一個(gè)來(lái)源。這種氣泡往往伴有材料輕微發(fā)黃、產(chǎn)生刺激性氣味等現(xiàn)象。
四、工藝參數(shù)的“失之毫厘”
工藝參數(shù)設(shè)置不當(dāng),是誘發(fā)上述所有問題的導(dǎo)火索。
??溫度之惑:?? 料筒溫度過(guò)高,容易導(dǎo)致材料降解產(chǎn)氣;溫度過(guò)低,材料塑化不均,熔體中含有未塑化的顆粒,會(huì)增加流動(dòng)阻力,更容易裹入空氣。
??速度與壓力之衡:?? 注射速度過(guò)快,熔體以湍流形式進(jìn)入型腔,極易裹入空氣;速度過(guò)慢,熔體前沿冷卻過(guò)早,不僅流動(dòng)困難,而且會(huì)堵塞排氣槽,使后續(xù)的空氣無(wú)法排出。保壓壓力不足,無(wú)法將熔體內(nèi)部的氣體壓縮并溶解到熔體中去,也無(wú)法對(duì)冷卻收縮進(jìn)行有效補(bǔ)充,容易在厚壁處形成真空泡(縮孔)。
??背壓之重:?? 背壓如同揉面的力道。適當(dāng)?shù)谋硥嚎梢詨簩?shí)熔體,趕走部分揮發(fā)物和空氣;但過(guò)高的背壓又會(huì)過(guò)度剪切,導(dǎo)致熔體溫升和降解。

為了更清晰地定位問題,我們可以參考下表進(jìn)行初步判斷:
| 氣泡類型/特征 | 主要成因分析 | 核心排查方向與解決思路 |
|---|---|---|
| ??產(chǎn)品內(nèi)部細(xì)密小泡?? | ??材料含濕量過(guò)高??,水分汽化被包裹 | ??徹底烘干物料??;檢查物料存儲(chǔ)條件 |
| ??最后填充處或厚壁大氣泡?? | ??模具排氣不良??,空氣被壓縮困??;??保壓不足?? | ??清理/加深排氣槽??;??調(diào)整注射速度??;??提高保壓?? |
| ??澆口附近或伴有發(fā)黃?? | ??剪切過(guò)熱??導(dǎo)致材料局部降解產(chǎn)氣 | ??降低螺桿轉(zhuǎn)速??;??降低注射速度??;??優(yōu)化澆口設(shè)計(jì)?? |
| ??厚壁中心縮孔(真空泡)?? | ??保壓壓力或時(shí)間不足??,補(bǔ)縮不充分 | ??增加保壓壓力/時(shí)間??;??提高模溫??延緩冷卻 |
五、系統(tǒng)性解決方案:讓氣泡無(wú)處可藏
解決氣泡問題,必須系統(tǒng)性地從材料、模具、工藝三管齊下。
??1. 材料的預(yù)處理:烘干是第一步,也是最重要的一步??
對(duì)于TPE材料,絕不能抱有僥幸心理。必須嚴(yán)格按照材料供應(yīng)商推薦的干燥條件進(jìn)行預(yù)處理。通常,SEBS/SBS基TPE需要在70-80℃的熱風(fēng)干燥器中烘干2-4小時(shí)。干燥料斗必須持續(xù)工作,保持密閉循環(huán)。切記,暴露在空氣中幾個(gè)小時(shí),就足以讓烘干好的材料再次吸濕。
??2. 模具的優(yōu)化:給空氣留條“活路”??
仔細(xì)檢查并優(yōu)化模具的排氣系統(tǒng)。確保排氣槽開設(shè)在熔體流動(dòng)的末端和易困氣的位置。深度要合適(對(duì)TPE一般可在0.02-0.05mm),既能排出空氣,又不會(huì)產(chǎn)生飛邊。對(duì)于大型或復(fù)雜模具,考慮采用排氣鋼、真空排氣等高級(jí)方案。
??3. 工藝參數(shù)的精細(xì)調(diào)校:尋找最佳平衡點(diǎn)??
??溫度:?? 在保證材料充分塑化的前提下,盡量采用較低的料筒溫度。
??注射速度:?? 采用多級(jí)注射。在流道和澆口處采用中低速,防止剪切過(guò)熱和湍流;在充滿型腔大部分后轉(zhuǎn)為低速,以利排氣。
??保壓:?? 設(shè)置足夠的保壓壓力和時(shí)間,確保能對(duì)制品進(jìn)行有效補(bǔ)縮。
??背壓:?? 設(shè)置適當(dāng)?shù)谋硥海ㄍǔ2恍枰撸?,有助于?qū)除熔體中的揮發(fā)性氣體。
與氣泡的斗爭(zhēng),是一場(chǎng)需要耐心和細(xì)心的持久戰(zhàn)。每次成功解決問題的過(guò)程,都讓我對(duì)TPE材料的特性有了更深的理解。記住,沒有任何兩次調(diào)機(jī)是一模一樣的,靈活運(yùn)用原理,具體問題具體分析,才是解決問題的王道。

常見問題
??問:如何快速判斷氣泡是水分還是空氣造成的???
答:一個(gè)很實(shí)用的方法是對(duì)比觀察。材料含水產(chǎn)生的氣泡,通常非常細(xì)密,均勻分布在內(nèi)部,像面包的切面。而困空氣產(chǎn)生的氣泡,通常更大,且多出現(xiàn)在流道末端或厚壁處。最確鑿的方法是做??烘干對(duì)比試驗(yàn)??:用充分烘干的料和未烘干的料在相同工藝下打樣,如果烘干后氣泡消失,那元兇就是水分。
??問:物料已經(jīng)烘了很長(zhǎng)時(shí)間,為什么還有氣泡???
答:這時(shí)就要懷疑干燥系統(tǒng)本身了。檢查干燥溫度是否準(zhǔn)確(用溫度計(jì)校準(zhǔn)),干燥風(fēng)量是否足夠,干燥料斗的密封條是否完好,以及干燥管道是否有堵塞。有時(shí),不是烘了就行,而是要確保是在正確的條件下烘干。
??問:提高背壓能不能消除所有氣泡???
答:絕對(duì)不能。背壓主要針對(duì)的是炮筒前端、螺桿頭部熔體中的氣體。對(duì)于因模具排氣不暢或材料含水產(chǎn)生的氣泡,提高背壓基本無(wú)效,甚至可能因過(guò)度剪切導(dǎo)致降解產(chǎn)氣,加劇問題。背壓是一把雙刃劍,需謹(jǐn)慎使用。
??問:真空泡(縮孔)和氣體泡有什么區(qū)別???
答:它們的成因本質(zhì)不同。真空泡是因補(bǔ)縮不足,材料冷卻收縮時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生真空,被吸癟而形成的,其內(nèi)部是空的。而氣體泡內(nèi)部填充的是氣體(水蒸氣、空氣或降解氣)。在處理方法上,真空泡主要通過(guò)增加保壓壓力和延長(zhǎng)保壓時(shí)間來(lái)解決,而氣體泡則需要通過(guò)烘干、改善排氣、降低剪切等方法來(lái)解決。
??問:對(duì)于結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜的制品,模具排氣改善不了怎么辦???
答:對(duì)于極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu),常規(guī)排氣槽可能無(wú)法滿足要求。這時(shí)可以考慮更先進(jìn)的方案:1.??使用排氣鋼??(多孔金屬)替代部分鑲件,利用其微孔結(jié)構(gòu)排氣;2.??采用模內(nèi)抽真空技術(shù)??,在注射前先將型腔抽成真空,從根本上杜絕空氣的存在。雖然成本較高,但對(duì)于高端產(chǎn)品而言是值得的投資。


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