Κατανόηση των βασικών στοιχείων της προετοιμασίας

Τα σύνθετα υλικά prepreg γίνονται όλο και πιο συνηθισμένα στον κλάδο των σύνθετων προϊόντων λόγω της ευκολίας χρήσης τους, των σταθερών ιδιοτήτων τους και του υψηλής ποιότητας φινίρισμα επιφάνειας. Ωστόσο, υπάρχουν πολλά να καταλάβουμε σχετικά με τα prepreg πριν από τη δέσμευση χρήσης αυτού του υλικού.

Ο όρος "prepreg" είναι στην πραγματικότητα μια συντομογραφία για τη φράση προ-εμποτισμένη. Το prepreg είναι ένα ενισχυτικό FRP που είναι προ-εμποτισμένο με μια ρητίνη. Τις περισσότερες φορές, η ρητίνη είναι εποξική ρητίνηΩστόσο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν και άλλοι τύποι ρητινών, συμπεριλαμβανομένης της πλειονότητας των θερμοσκληρυνόμενων και θερμοπλαστικών ρητινών. Παρόλο που και τα δύο είναι τεχνικά prepreg, τα θερμοσκληρυνόμενα και τα θερμοπλαστικά prepreg είναι δραματικά διαφορετικά.

Τα θερμοπλαστικά prepreg είναι σύνθετα ενισχυτικά (φίμπεργκλας, ίνα άνθρακα, αραμίδιο, κ.λπ.) που είναι προ-εμποτισμένα με θερμοπλαστική ρητίνη. Οι κοινές ρητίνες για θερμοπλαστικά prepregs περιλαμβάνουν PP, PET, PE, PPS και PEEK. Τα θερμοπλαστικά prepregs μπορούν να παρέχονται σε μονόδρομη ταινία ή σε υφάσματα που είναι υφασμένα ή ραμμένα.

Η πρωταρχική διαφορά μεταξύ θερμοσκληρυνόμενου και θερμοπλαστικού prepreg είναι ότι τα θερμοπλαστικά prepreg είναι σταθερά σε θερμοκρασία δωματίου και γενικά δεν έχουν διάρκεια ζωής. Αυτό είναι ένα άμεσο αποτέλεσμα του διαφορές μεταξύ θερμοσκληρυντικών και θερμοπλαστικών ρητινών.

Συνήθως χρησιμοποιείται στη σύνθετη παρασκευή prepreg είναι τα θερμοσκληρυνόμενα prepreg. Η πρωτεύουσα ρητίνη ρητίνης που χρησιμοποιείται είναι εποξική. Άλλες θερμοσκληρυνόμενες ρητίνες γίνονται σε προεμπυκνώματα συμπεριλαμβανομένων των BMI και των φαινολικών ρητινών.

Με ένα θερμοσκληρυνόμενο prepreg, η θερμοσκληρυνόμενη ρητίνη ξεκινά ως υγρό και εμποτίζει πλήρως την ενίσχυση ινών. Η περίσσεια ρητίνης αφαιρείται με ακρίβεια από τον οπλισμό. Εν τω μεταξύ, η εποξική ρητίνη υφίσταται μερική σκλήρυνση, αλλάζοντας την κατάσταση της ρητίνης από υγρό σε στερεό. Αυτό είναι γνωστό ως «στάδιο Β».

Στο στάδιο Β, η ρητίνη σκληρύνεται μερικώς και συνήθως κολλώδης. Όταν η ρητίνη ανεβαίνει σε υψηλή θερμοκρασία, συχνά επιστρέφει για λίγο σε υγρή κατάσταση πριν από την πλήρη σκλήρυνση. Μόλις σκληρυνθεί, η θερμοσκληρυνόμενη ρητίνη που βρισκόταν στο στάδιο β είναι τώρα πλήρως διασυνδεδεμένη.

Ίσως το μεγαλύτερο πλεονέκτημα της χρήσης prepregs είναι η ευκολία χρήσης τους. Για παράδειγμα, ας πούμε ότι ενδιαφέρεται να κατασκευάσει ένα επίπεδο πάνελ από ανθρακονήματα και εποξική ρητίνη. Εάν επρόκειτο να χρησιμοποιήσουν υγρή ρητίνη σε μια κλειστή διαδικασία χύτευσης ή ανοικτής χύτευσης, θα απαιτούσαν την απόκτηση ενός υφάσματος, της εποξικής ρητίνης και του σκληρυντικού για την εποξική. Οι περισσότεροι εποξειδικοί σκληρυντές θεωρούνται επικίνδυνοι και η αντιμετώπιση ρητινών σε υγρή κατάσταση μπορεί να είναι ακατάστατη.

Με ένα εποξειδικό prepreg, πρέπει να παραγγελθεί μόνο ένα στοιχείο. Ένα εποξειδικό prepreg έρχεται σε ρολό και έχει την επιθυμητή ποσότητα τόσο ρητίνης όσο και σκληρυντικού ήδη εμποτισμένου στο ύφασμα.

Τα περισσότερα θερμοσκληρυνόμενα prepreg έρχονται με ένα φιλμ υποστήριξης και στις δύο πλευρές του υφάσματος για να το προστατεύουν κατά τη μεταφορά και τις προετοιμασίες. Το prepreg κατόπιν κόβεται στο επιθυμητό σχήμα, το υπόστρωμα ξεφλουδίζεται και το prepreg τοποθετείται στη συνέχεια στο καλούπι ή το εργαλείο. Τότε και η θερμότητα και η πίεση εφαρμόζονται για το καθορισμένο χρονικό διάστημα. Μερικοί από τους πιο συνηθισμένους τύπους προπαρασκευασμάτων χρειάζονται μια ώρα για να θεραπεύσουν, στους περίπου 250 βαθμούς Φ, αλλά διαφορετικά συστήματα είναι διαθέσιμα τόσο σε χαμηλότερες όσο και σε υψηλότερες θερμοκρασίες και χρόνους σκλήρυνσης.

• Διάρκεια ζωής: Επειδή το εποξικό είναι σε στάδιο Β, απαιτείται αποθήκευση είτε σε ψύξη ή κατάψυξη πριν από τη χρήση. Επιπλέον, η συνολική διάρκεια ζωής μπορεί να είναι χαμηλή.
• Απαγορευτικό κόστος: Κατά την κατασκευή σύνθετων υλικών μέσω μιας διαδικασίας όπως η πλύση ή η έγχυση κενού, οι ακατέργαστες ίνες και η ρητίνη συνδυάζονται επί τόπου. Όταν χρησιμοποιείτε prepreg, η πρώτη ύλη πρέπει πρώτα να προ-προετοιμαστεί. Αυτό γίνεται πιο συχνά εκτός ιστότοπου σε μια εξειδικευμένη εταιρεία που επικεντρώνεται στα prepregs. Αυτό το πρόσθετο βήμα στην κατασκευαστική αλυσίδα μπορεί να προσθέσει αυξημένο κόστος, και σε ορισμένες περιπτώσεις σχεδόν διπλάσιο του κόστους υλικού.