关于热塑性弹性体注塑起皮分层原因解析

我们在注塑行业生产过程常遇见起皮与分层，针对这一现象业内常用“三点式”来分析出现的问题：即从材料、模具、注塑工艺来分析造成热塑性弹性体制品产生的起皮分层质量问题。

一、材料源头分析

热塑性弹性体多数成份是共混物，比如PP/SEBS、PP/EPDM，通常由这些共混物组成的热塑性弹性体更容易发生起皮/分层现象。世间万物同一个原理都同时具有相融性与互拒性，所畏“道不同，不相为谋”尤其一些包胶弹性体材料，比较容易产生起皮分层现象，比如TPU/SEBS、TPEE/SEBS、TPU/EPDM体系，虽然在材料添加了相容剂，但TPU与SEBS或者EPDM的相容性差异太大，所以导致注塑制品出现分层现象；因为两个共混物材料，虽非常相似，但偏偏他们不相容，比如超高分子量聚乙烯与HDPE、LDPE，低分子量SEBS中的苯乙烯和PPO也并不相容，SBS与分子量大的SEBS等；这里，我们推测，虽然分子结构类似，但是因为分子量差异较大，导致材料之间的粘度差异很大，在塑化流动时候，造成不能同步，同样的道理，如果虽然分子结构相似，但熔点/软化点差异很大，也会造成材料之间的不相容，进而造成起皮/分层现象。

常说“有容乃大”就是做人格局要大，说到材料，也就是材料的包覆能力要强，包覆能力强的聚合物，能容纳更多的填料、助剂等，当然也能容纳更多不同的其它聚合物。有时候我们需要更具灵活性运用物质的适应能力，比如聚乙烯基的黑色母，加到ABS中，添加量少的情况，完全没有问题，这里ABS大哥就是气量大，而聚乙烯基黑色母就是低调的表现；而EVA基的色母，我们通常叫通用色母，一般可以加到聚烯烃非极性材料，也可以加到ABS、PU等极性材料中去，这里的EVA我们可以说是有灵活性、适应能力强，因为EVA中E可以与非极性材料相容，而VA可以与极性材料相容。

综合来讲，即有造成起皮/分层现象的内因，内因虽然是决定性的，但外因也不可忽略，就如朋友之间关系再好，但也会受外人多次离间受影响。

二、模具的影响分析

模具主要有两个部分对注塑会造成影响，一是浇口、二是型腔，关于这两点我们需了解两个概念。

1.熔体破裂

高分子材料在挤出、注射成型时，在流体剪切速率较低时经口模或浇口挤出物具有光滑的表面和均匀的形状。当剪切速率或剪切应力增加到一定值时，挤出物表面会失去光泽且表面粗糙；速率再升高时，挤出物表面将出现众多的不规则的结节、扭曲或竹节纹，甚至支离和断裂成碎片或柱段，这种现象被称之为”熔体破裂”。

2.流动分布不均

通常可以流动的高分子流体包裹着很难流动的填料在浇口、型腔流动；通常流动性好的聚合物比流动性差的聚合物更贴近模具表面；通常占主导的聚合物连续相裹挟着不占主导的聚合物进行流动。通常固化慢的聚合物在型腔中流动的更远。这些因素造成，材料各组分在型腔中分布不均。

若模具的型腔、浇口的错误设计会强化上面所述的熔体破裂现象：在低的剪切应力或速率下，各种因素引起的小扰动被熔体抑制；而在高的剪切应力或速率下，流体中的扰动难以抑制，并发展成不稳定流动；当达到一个临界剪切力时，将引起流体的破裂。在浇口设计上，浇口尺寸过小，将会产生导致熔体通过浇口时产生过度剪切，继而导致产品表面起皮。上述这种起皮现象，应该比较轻微，不是整体性质的；而流动分布不均造成的起皮现象则比较严重，有时候，你甚至能在整个制品上面撕下一整张皮。对于因熔体破裂而造成的起皮，我们在模具方面的解决方案，当然是浇口尺寸设计不要过小，模具型腔设计不要出现突然变化。而流动分布不均与模具设计关系不大，更多的要考虑材料的相容性。

三、注塑工艺分析

同材料、模具相比，通过注塑工艺来解决起皮/分层现象是最快捷的，但个人认为，外因毕竟是外因，起皮现象也许能通过注塑工艺调整，但严重的起皮，即分层现象，是注塑工艺无论如何进行调整都解决不了的。通常对于熔体破裂造成的起皮现象，我们一般采取，提高注塑温度，以及模具温度，来提高材料的流动性，从而可以降低注塑压力和注塑速度，这样就可以降低材料熔体在浇口位置、或者型腔突变位置产生的过高剪切力；另外提高温度，可以避免材料冷却过快，造成固化的与未完全固化的材料间缺乏融合，造成起皮现象。在浇口处，形成的一个圆形的凹坑，或者圆形的光斑，通常可以扣掉，也有点类似起皮，通常这个是过度保压引起的，因为热塑性弹性体比较软，即使固化了，保压还能进一步的把材料推进型腔，导致后续推进的熔体与已经固化的材料融合不佳。

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