高精度铝模具是关键的控制机制，用于在热压过程中定义聚氨酯（PU）样品的几何形状和精确厚度。通过使用特定的垫片（例如测量值为 300 μm 的垫片），模具迫使熔融的 PU 填充在保护性 PTFE 薄膜之间的固定体积内。这会形成均匀的薄膜，这对于获得准确的材料性能数据至关重要。
模具的主要功能是消除厚度变化，这是材料表征中最常见的误差来源。通过将材料约束在固定尺寸内，可以确保后续的电气和机械测试数据具有科学有效性和可比性。
控制材料厚度
铝模具最重要的作用是确保样品在整个过程中具有严格的尺寸稳定性。
垫片的机制
在成型过程中，将特定厚度（例如 300 μm）的铝垫片放置在两层 PTFE 薄膜之间。
强制均匀性
在实验室液压机的压力下，熔融的聚氨酯被强制流入由这些垫片定义的空间内。
消除变化
这种设置可以防止材料过薄或不均匀，从而形成厚度均匀的圆盘状薄膜。
实现准确的电气分析
模具的精度直接关系到电气测试数据的有效性。
计算击穿强度
为了确定交流和直流击穿场强（以 kV/mm 为单位），研究人员必须将击穿电压除以样品的厚度。
减少计算误差
如果模具允许厚度变化，则此计算中的分母将不可靠。高精度模具可确保方程中“mm”分量是一个恒定的、已知的值。
定义几何形状和热性能
除了厚度，模具还承担着标准化测试所需的更广泛的物理和热功能。
机械测试标准化
金属模具定义了复合材料的最终几何形状，例如 120 mm x 100 mm 的矩形板。
符合 ASTM 标准
精确的模具尺寸可确保用于拉伸、弯曲和冲击测试的样品严格符合 ASTM 标准。
导热性
使用铝是故意的，因为它具有高导热性。这确保了样品的均匀冷却，防止了可能扭曲机械强度数据的内部应力。
了解权衡
虽然高精度模具对于准确性至关重要，但它们也带来了一些必须加以管理的特定限制。
体积限制
由于模具定义了一个固定的空间，因此引入的原材料 PU 体积必须精确计算。材料太少会导致空隙；材料太多会导致“飞边”（过量材料），这会改变有效压力。
表面相互作用
模具依靠 PTFE 薄膜来防止粘连。模具表面或薄膜上的任何缺陷都会转移到 PU 样品上，在电气测试期间可能充当缺陷点。
根据目标做出正确的选择
为了从您的成型过程中获得最大的价值，请将您的模具规格与您的测试目标相匹配。
- 如果您的主要重点是电气击穿测试：优先考虑垫片的精度，以确保薄膜厚度均匀至微米级别。
- 如果您的主要重点是机械强度（拉伸/弯曲）：优先考虑模具腔的几何尺寸，以确保符合相关的 ASTM 样品标准。
模具的精度可确保您收集的数据反映聚氨酯的真实性能，而不是您加工方法的不一致性。
摘要表：
| 特征 | 在 PU 成型中的作用 | 对研究的好处 |
|---|---|---|
| 精密垫片 | 定义固定的 300 μm（或定制）厚度 | 消除击穿强度计算中的误差 |
| 铝材料 | 高导热性 | 确保均匀冷却并防止内部应力 |
| 固定几何形状 | 定义特定的长度/宽度（例如 120x100mm） | 确保符合 ASTM 拉伸/弯曲标准 |
| PTFE 薄膜界面 | 防止粘附并保护模具表面 | 生产无缺陷的电气测试样品 |
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参考文献
- Abdul Samad, Igor V. Timoshkin. Investigating the Impact of Hardness on Dielectric Breakdown Characteristics of Polyurethane. DOI: 10.1021/acsomega.4c00509
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
