Comprensione delle basi di Prepegs

I materiali compositi Prepreg stanno diventando sempre più comuni nel settore composito grazie alla loro facilità d'uso, proprietà coerenti e finitura superficiale di alta qualità. Tuttavia, c'è molto da capire sui preimpregnati prima di impegnarsi a utilizzare questo materiale.

Il termine "prepreg" è in realtà un'abbreviazione per la frase preimpregnata. Un prepreg è un rinforzo in FRP preimpregnato con una resina. Molto spesso, la resina è un resina epossidica, tuttavia è possibile utilizzare altri tipi di resine, inclusa la maggior parte delle resine termoindurenti e termoplastiche. Sebbene entrambi siano preimpregnati tecnicamente, i preimpregnati termoindurenti e termoplastici sono notevolmente diversi.

I preimpregnati termoplastici sono rinforzi compositi (fibra di vetro, fibra di carbonio, aramide, ecc.) preimpregnati con resina termoplastica. Le resine comuni per i preimpregnati termoplastici includono PP, PET, PE, PPS e PEEK. I preimpregnati termoplastici possono essere forniti in nastro unidirezionale o in tessuti tessuti o cuciti.

La differenza principale tra preimpregnato termoindurente e preimpregnato termoplastico è che i preimpregnati termoplastici sono stabili a temperatura ambiente e, generalmente, non hanno una durata di conservazione. Questo è un risultato diretto del differenze tra resine termoindurenti e termoplastiche.

Più comunemente usati nella produzione di compositi preimpregnati sono i preimpregnati termoindurenti. La matrice di resina primaria utilizzata è epossidica. Altre resine termoindurenti vengono trasformate in preimpregnati tra cui BMI e resine fenoliche.

Con un preimpregnato termoindurente, la resina termoindurente inizia come un liquido e impregna completamente il rinforzo in fibra. L'eccesso di resina viene rimosso con precisione dal rinforzo. Nel frattempo, la resina epossidica subisce una polimerizzazione parziale, cambiando lo stato della resina da liquido a solido. Questo è noto come "stadio B".

Nella fase B, la resina è parzialmente indurita e solitamente appiccicosa. Quando la resina viene portata a una temperatura elevata, spesso torna brevemente allo stato liquido prima di indurirsi completamente. Una volta indurita, la resina termoindurente che si trovava nello stadio b è ora completamente reticolata.

Forse il più grande vantaggio dell'uso di prepreg è la loro facilità d'uso. Ad esempio, supponiamo che uno sia interessato a produrre un pannello piatto in fibra di carbonio e resina epossidica. Se dovessero usare la resina liquida in uno stampaggio chiuso o in un processo di stampaggio aperto, sarebbero necessari per ottenere un tessuto, la resina epossidica e l'indurente per l'epossidico. La maggior parte degli indurenti epossidici sono considerati pericolosi e trattare con resine allo stato liquido può essere disordinato.

Con un preimpregnato epossidico, è necessario ordinare solo un articolo. Un preimpregnato epossidico arriva su un rotolo e ha la quantità desiderata di resina e indurente già impregnati nel tessuto.

La maggior parte dei preimpregnati termoindurenti viene fornito con un film di supporto su entrambi i lati del tessuto per proteggerlo durante il trasporto e le preparazioni. Il prepreg viene quindi tagliato nella forma desiderata, il supporto viene rimosso e il prepreg viene quindi posato nello stampo o nello strumento. Sia il calore che la pressione vengono quindi applicati per il periodo di tempo specificato. Alcuni dei più comuni tipi di preimpregnati impiegano un'ora per polimerizzare, a circa 250 gradi F, ma sono disponibili sistemi diversi a temperature e tempi di polimerizzazione inferiori e superiori.

• Data di scadenza: Poiché l'epossidico si trova in uno stadio B, è necessario conservarlo in frigorifero o congelato prima dell'uso. Inoltre, la durata complessiva può essere bassa.
• Costo proibitivo: Quando si producono compositi attraverso un processo come pultrusione o infusione sotto vuoto, la fibra grezza e la resina vengono combinate in loco. Quando si utilizzano i preimpregnati, è necessario prima preimpostare la materia prima. Questo è spesso fatto fuori sede presso un'azienda specializzata che si concentra su preimpregnati. Questo ulteriore passaggio nella catena di produzione può comportare un aumento dei costi e in alcuni casi vicino al doppio del costo del materiale.