不等温热压过程聚合物流动特性分析

 

       微纳米技术能否获得大规模的应用取决于可否大批量低成本的制造出微纳米结构。由于热压成型方法复制微纳米结构具有成本低、效率高、可以并行操作等显著优点，己成为微纳米结构加工的一项主要技术。热压过程作为一个非封闭模具的压缩过程，为了避免材料在上下模间流动失控，要求材料要在一个相对较低的温度下进行稳态流动。热压成型的质量建立在热压过程一些关键参数（如压力，温度，时间）的合理选择基础之上，而聚合物压印时的流动形态将直接影响其转印后的轮廓忠实度，只有对聚合物流动特性进行深入理解的研究，才能根据聚合物的流动行为确定出比较合理的参数。
 

       聚合物作为热塑性材料，温度对其的力学行为影响很大。故压印温度会直接影响最终的压印结果。压印过程中如果温度太低，则聚合物的流动性不够，且可逆流动所占的比例较大，撤模后基底图形的变形较大。而温度太高，则有可能破坏聚合物分子链本身的结构，使图形化区域产生较多缺陷，同时，温度太高会导致聚合物的流动性过强，使得深宽比较大的结构边缘处很难填充，不利于压印的忠实度提高。而不等温热压过程是将模具维持高温，而初始时聚合物处在较低温度（玻璃化温度以下）进行热压。一方面由于只需要加热模具，可以大幅度减少加热的时间。同时由于聚合物是局部处在高温，压印的部位流动性非常好，不但可以保证填充效果，还可以有效降低压印压力。本文对非等温热压过程进行了数值模拟，研究了不等温热压过程聚合物的流动形态和聚合物厚度及模具参数之间的关系。

资料下载：   不等温热压过程聚合物流动特性分析.pdf