教授、博士 Ing. Sascha Englich是柏林斯坦白应用科技大学塑料技术教授。作为使用差示扫描量热法和流变学优化环氧树脂注塑成型的新博客系列的*部分，他已经发表了关于“电动汽车中的热固性注塑成型”、“环氧树脂 - 反应性聚合物作为注塑成型基础”的文章化合物”和热固性材料的 DSC 分析。该博客系列的*四部分是关于流变动力学的。
术语流变动力学旨在描述硬质塑料材料的反应依赖性流变行为，这在例如硬质塑料模塑料的加工（注射成型、传递成型）中非常重要。这种流动硬化行为的经典简化视图通常基于所谓的粘度/流动性“U”曲线，该曲线旨在显示由于温度升高而导致的初始粘度下降与随后的粘度之间的关系。
硬质塑料模塑料的流动硬化行为
应用于实际的制造过程中，这种化学物理相互作用会导致过程更加复杂。图 2 显示了硬质塑料模塑料（例如环氧树脂或酚醛树脂）在注塑周期内的流动硬化行为。材料刚度（对应于熔融状态下的粘度）显示各个工艺阶段的特征曲线。塑化时，通过加热料筒和摩擦（螺杆的旋转）来专门提高熔体的温度，从而超过无定形树脂的玻璃化转变范围（图2，黄色图）。该材料现在处于熔融状态。理想情况下，选择/设置温度的方式是：热固性塑料的 DSC 分析 – 对不同树脂类型应用适当的测量方法”）。
注塑过程中的工艺状态
在注射阶段，流经机器喷嘴时的摩擦力很快使材料达到与固化尽可能相关的温度，因此从该时间点开始分子交联以加速的速度发生（图2，蓝色图） ）。同时，温度的升高导致粘度显着降低。这个相对较短的工艺阶段对于工艺效率和质量至关重要，因为它决定了模具填充（流变学）和固化时间（反应动力学）。在保压阶段，由于温度升高（工具加热和交联反应放热），粘度*初持续降低，然后*终随着交联的进行而增加。然后材料返回固态（硬化阶段）。材料/部件以热的固态从工具中弹出。在冷却时，特定的交联
玻璃化转变温度
玻璃化转变被认为是非晶态和半晶态材料*重要的性能之*，如无机玻璃、非晶态金属、聚合物、药物和食品等，它表示材料的机械性能发生变化的温度范围。材料从硬而脆的状态转变为较软、有延展性或橡胶状的状态。
玻璃化转变温度只是跌破了。
了解这种材料特定的流动和硬化行为对于组件和工艺设计至关重要。例如，电子元件的封装需要减压模具填充，以免损坏敏感的电子元件。同时，非常薄的间隙通常必须完全填充（图 4）。这需要模具填充过程中粘度特别低的材料（通常是特殊的环氧树脂模塑料）以及正确的模具和工艺设计。
流变动力学性能起决定性作用的另*个重要点是填料结构的形成，例如纤维取向。简而言之，形成了 2 个不同取向的层（图 5），2 个边缘层，其中纤维主要平行于流动方向（剪切区域），以及 1 个芯层，其中纤维主要垂直于流动方向方向（横向应变区）。横截面上取向层各自的比例显着决定了不同载荷方向上的机械性能，并且受到流变材料行为以及工具和工艺设计的决定性影响。
使用加工模拟方法
上述两个应用场景表明，应该尽可能了解热固性模塑料的流变行为，以便能够选择*佳材料并设计工具和工艺。为了尽可能避免实验尝试和错误尝试，加工模拟方法的使用（图 6）也至关重要。必须结合DSC 分析和流变仪分析来科学地确定材料的流变动力学行为，并将其提供给加工模拟软件作为使用数学模型的“计算基础”。