Zrozumienie podstaw Prepegs

Materiały kompozytowe Prepreg stają się coraz bardziej popularne w branży kompozytów ze względu na łatwość użycia, spójne właściwości i wysokiej jakości wykończenie powierzchni. Jednak przed przystąpieniem do korzystania z tego materiału należy wiele zrozumieć na temat prepregów.

Termin „prepreg” jest w rzeczywistości skrótem dla frazy wstępnie impregnowanej. Prepreg to wzmocnienie FRP, które jest wstępnie impregnowane żywicą. Najczęściej żywicą jest żywica epoksydowa, jednakże można stosować inne rodzaje żywic, w tym większość żywic termoutwardzalnych i termoplastycznych. Chociaż oba są prepregami technicznymi, prepregaty termoutwardzalne i termoplastyczne różnią się diametralnie.

Prepregi termoplastyczne są wzmocnieniami kompozytowymi (włókno szklane, włókno węglowe, aramid itp.), które są wstępnie impregnowane żywicą termoplastyczną. Typowe żywice do prepregów termoplastycznych obejmują PP, PET, PE, PPS i PEEK. Materiały termoplastyczne mogą być dostarczane w postaci taśmy jednokierunkowej lub w tkaninach, które są tkane lub zszywane.

Podstawowa różnica między termoutwardzalnym a termoplastycznym prepregiem polega na tym, że termoplastyczne prepregi są stabilne w temperaturze pokojowej i ogólnie nie mają trwałości. Jest to bezpośredni wynik różnice między żywicami termoutwardzalnymi i termoplastycznymi.

Bardziej powszechnie stosowane w produkcji kompozytów prepreg są prepregi termoutwardzalne. Podstawową zastosowaną matrycą żywiczną jest żywica epoksydowa. Inne żywice termoutwardzalne są przetwarzane w prepregi, w tym BMI i żywice fenolowe.

W przypadku termoutwardzalnego prepregu żywica termoutwardzalna zaczyna się w postaci cieczy i całkowicie impregnuje wzmocnienie włókien. Nadmiar żywicy jest dokładnie usuwany ze zbrojenia. Tymczasem żywica epoksydowa ulega częściowemu utwardzeniu, zmieniając stan żywicy z ciekłej na stałą. Jest to znane jako „etap B.”

W etapie B żywica jest częściowo utwardzona i zwykle lepka. Kiedy żywica zostaje podniesiona do podwyższonej temperatury, często powraca na krótko do stanu ciekłego przed całkowitym stwardnieniem. Po utwardzeniu żywica termoutwardzalna, która była w etapie b, jest teraz w pełni usieciowana.

Być może największą zaletą używania prepregów jest ich łatwość użycia. Powiedzmy, że ktoś jest zainteresowany produkcją płaskiego panelu z włókna węglowego i żywicy epoksydowej. Gdyby zastosowali ciekłą żywicę w procesie formowania zamkniętego lub formowania otwartego, musieliby uzyskać tkaninę, żywicę epoksydową i utwardzacz do żywicy epoksydowej. Większość utwardzaczy epoksydowych jest uważana za niebezpieczną, a postępowanie z żywicami w stanie ciekłym może być uciążliwe.

W przypadku prepregu epoksydowego należy zamówić tylko jeden przedmiot. Epoksydowy prepreg występuje na rolce i ma zaimpregnowaną w tkaninie pożądaną ilość żywicy i utwardzacza.

Większość termoutwardzalnych prepregów jest dostarczana z folią podkładową po obu stronach materiału, aby chronić go podczas transportu i przygotowań. Prepreg jest następnie cięty do pożądanego kształtu, podkład jest odrywany, a prepreg jest następnie układany w formie lub narzędziu. Zarówno ciepło, jak i ciśnienie są następnie stosowane przez określony czas. Niektóre z najczęstszych rodzajów prepregów wymagają utwardzania przez godzinę, w temperaturze około 250 stopni F, ale różne systemy są dostępne zarówno przy niższych, jak i wyższych temperaturach i czasach utwardzania.

• Okres ważności: Ponieważ żywica epoksydowa znajduje się w fazie B, przed użyciem należy ją przechowywać w stanie schłodzonym lub zamrożonym. Ponadto ogólny okres trwałości może być niski.
• Koszt nieuzasadniony: Podczas wytwarzania kompozytów w procesie takim jak pultruzja lub infuzja próżniowa, surowe włókno i żywica są łączone na miejscu. Podczas korzystania z prepregów surowiec musi być uprzednio wstępnie zarejestrowany. Najczęściej odbywa się to poza zakładem w wyspecjalizowanej firmie, która koncentruje się na prepregach. Ten dodatkowy etap w łańcuchu produkcyjnym może zwiększyć koszty, aw niektórych przypadkach prawie podwoić koszt materiału.