Prepegu pamatu izpratne

Prepreg kompozītmateriāli kompozītu rūpniecībā kļūst arvien izplatītāki, pateicoties to ērtai lietošanai, nemainīgām īpašībām un augstas kvalitātes virsmas apdarei. Tomēr pirms apņemšanās izmantot šo materiālu ir daudz ko saprast par prepregiem.

Termins "prepreg" faktiski ir saīsinājums no frāzes, kas iepriekš piesūcināta. Prepreg ir FRP stiegrojums, kas iepriekš piesūcināts ar sveķiem. Visbiežāk sveķi ir epoksīdsveķitomēr var izmantot arī citus sveķu veidus, ieskaitot lielāko daļu termoreaktīvo un termoplastisko sveķu. Lai arī abi ir tehniski prepreggi, termoreaktīvie un termoplastiskie prepreggi ir dramatiski atšķirīgi.

Termoplastiskie prepregi ir kompozītmateriāla pastiprinājumi (stiklplasta, karbona šķiedra, aramīds utt.), kas iepriekš piesūcināti ar termoplastiskiem sveķiem. Termoplastisko prepregvielu parastie sveķi ir PP, PET, PE, PPS un PEEK. Termoplastiskos prepregus var piegādāt vienvirziena lentē vai audumos, kas ir austi vai sašūti.

Primārā atšķirība starp termoreaktīvo un termoplastisko prepreg ir tā, ka termoplastiskās prepregvielas ir stabilas istabas temperatūrā, un tām parasti nav derīguma termiņa. Tas ir tiešs rezultāts

Prepreg kompozītmateriālu ražošanā biežāk izmanto termoreaktīvos prepregus. Galvenā izmantotā sveķu matrica ir epoksīdsveķi. No citiem termoreaktīviem sveķiem, ieskaitot ĶMI un fenola sveķus, tiek izgatavoti prepregi.

Ar termoreaktīvo prepreg termoreaktīvie sveķi sākas kā šķidrums un pilnībā piesūcina šķiedru stiegrojumu. Liekamie sveķi tiek precīzi noņemti no armatūras. Tikmēr epoksīdsveķiem notiek daļēja sacietēšana, mainot sveķu stāvokli no šķidruma uz cietu. To sauc par "B posmu".

B stadijā sveķi ir daļēji sacietējuši un parasti ir lipīgi. Kad sveķi tiek sasildīti līdz paaugstinātai temperatūrai, pirms pilnīgas sacietēšanas tie īslaicīgi atgriežas šķidrā stāvoklī. Pēc sacietēšanas termoreaktīvie sveķi, kas bija b stadijā, tagad ir pilnībā savienoti.

Iespējams, ka visaugstākā priekšrocība, lietojot prepreg, ir to lietošanas ērtums. Piemēram, teiksim, kāds ir ieinteresēts plakanā paneļa ražošanā no oglekļa šķiedras un epoksīdsveķiem. Ja viņi slēgtā formēšanas vai atklātā formēšanas procesā izmantotu šķidros sveķus, viņiem būs jāiegūst audums, epoksīda sveķi un epoksīda cietinātājs. Lielākā daļa epoksīda cietinātāju tiek uzskatīti par bīstamiem, un darījumi ar sveķiem šķidrā stāvoklī var būt netīri.

Izmantojot epoksīda prepreg, ir jāpasūta tikai viena prece. Uz ruļļa nāk epoksīdsveķu prepreg, un audumā jau ir piesūcināts vēlamais gan sveķu, gan cietinātāju daudzums.

Lielākajai daļai termoreaktīvo prepregu nāk ar pamatplēvi abās auduma pusēs, lai aizsargātu to tranzīta un sagatavošanas laikā. Pēc tam prepreg tiek sagriezts vēlamajā formā, pamatne tiek nomizota, un pēc tam prepreg tiek ievietota veidnē vai instrumentā. Pēc tam noteiktā laika posmā tiek pielietots gan siltums, gan spiediens. Dažiem no visbiežāk sastopamajiem prepregiem tiek izārstēta stunda aptuveni 250 grādu temperatūrā, taču ir pieejamas dažādas sistēmas gan zemākā, gan augstākā sacietēšanas temperatūrā un laikā.

• Glabāšanas laiks: Tā kā epoksīds atrodas B pakāpē, pirms lietošanas tas jāuzglabā vai nu atdzesēts, vai sasaldēts. Turklāt kopējais glabāšanas laiks var būt mazs.
• Izmaksu aizliegums: Ražojot kompozītmateriālus, izmantojot tādu procesu kā pultrūzija vai vakuuma infūzija, izejvielu šķiedra un sveķi tiek apvienoti uz vietas. Izmantojot prepregstus, vispirms jāsagatavo izejviela. Visbiežāk tas tiek darīts ārpus uzņēmuma, specializētā uzņēmumā, kas koncentrējas uz prepregiem. Šis pievienotais ražošanas ķēdes posms var radīt paaugstinātas izmaksas, un dažos gadījumos tas ir gandrīz divkāršojies par materiālu izmaksām.