Studio della cinetica di reticolazione e delle proprietà reologiche di Sheet Molding Compounds a matrice vinilestere per il settore automobilistico

Gli Sheet Molding Compounds (SMC) a matrice vinilestere si distinguono nel settore automobilistico per le eccellenti proprietà meccaniche e la flessibilità di lavorazione, rendendoli particolarmente idonei allo stampaggio a compressione. La gestione della loro lavorabilità e delle caratteristiche finali è strettamente legata alla cinetica di reticolazione della matrice polimerica e al comportamento reologico durante la lavorazione. Questo studio ha approfondito la caratterizzazione della cinetica di cura e delle proprietà reologiche del composito STR120N131, un CF-SMC a matrice vinilestere. La cinetica di reticolazione è stata investigata tramite modelli isoconversionali (Friedman, Kissinger-Akahira-Sunose, Vyazovkin) e il modello di Kamal-Sourour, ottimizzando i parametri con tecniche di fitting non lineare. Tutte le analisi sono state condotte con script personalizzati in MATLAB, senza software commerciali. Le prove DSC hanno consentito di determinare l’energia di attivazione in funzione del grado di conversione, confermando la coerenza tra i diversi metodi. Le proprietà reologiche sono state caratterizzate mediante prove di Squeeze Flow ad area costante, sviluppando un protocollo di misura standardizzato. Il comportamento viscoso è stato modellato con l'equazione di Cross-Castro-Macosko, che integra temperatura, shear rate e reticolazione. I risultati evidenziano una marcata correlazione tra viscosità e grado di reticolazione, sottolineando il ruolo cruciale del controllo della cinetica di cura nell’ottimizzazione dello stampaggio. I dati emersi offrono una comprensione approfondita delle interazioni tra reologia e cinetica di reticolazione negli SMC, fornendo strumenti per migliorare efficienza e qualità dei componenti. Inoltre, i parametri ottimizzati possono essere implementati in software di simulazione per modellare lo stampaggio a compressione, favorendo un approccio integrato alla progettazione e produzione.