Что такое препрег?

Препрег — это композитный материал, изготавливаемый путем пропитки листа волокна смолой, и является одним из видов сырья, используемого при формовании армированных волокном пластиков.

Смола, используемая для пропитки, представляет собой термореактивную смолу, такую как эпоксидная смола, которая затвердевает при нагревании, или термопластичную смолу, которая размягчается при нагревании и затвердевает при охлаждении. В качестве волокон часто используют углеродное волокно и стекловолокно.

Объединяя волокна и пропиточные смолы, можно создать материал, отвечающий предполагаемому назначению.

Применение препрега

Помимо углеродных и стеклянных волокон, в качестве волокон для препрега также используются арамидные волокна. Их соответствующие применения следующие:

1. Препрег из углеродного волокна

Препрег из углеродного волокна называется углеродным препрегом и используется в качестве формовочного материала для армированных углеродным волокном пластиков (CFRP). CFRP характеризуется малым весом, высокой прочностью и высокой жесткостью.

Он также обладает электронной проводимостью благодаря использованию проводящих углеродных волокон. Хотя CFRP в основном используется в авиационной промышленности, он также имеет широкий спектр других применений, например, в автомобилях, рукоятках клюшек для гольфа и рамах теннисных ракеток.

2. Препрег из стекловолокна

Стекловолоконный препрег используется в качестве формовочного материала для армированных стекловолокном пластиков (GFRP). GFRP обладает большей удельной прочностью, чем металлические материалы, легче и не проводит электричество из-за использования изолирующих стеклянных волокон.

Используя эту особенность, GFRP используется в крышках антенн, печатных платах и т. д.

3. Армированные арамидным волокном пластики

Арамидные волокна очень легкие и их трудно сломать, они обладают высокой ударопрочностью и прочностью. С другой стороны, их сложнее сломать, чем углеродные и стеклянные волокна, что затрудняет их формование в любую форму и последующую обработку.

Благодаря высокой ударопрочности и прочности их используют в самолетах, различных деталях для космических применений и сосудах под давлением.

Принцип препрега

Препрег имеет форму и физические свойства, которые облегчают его использование в качестве формовочного материала для CFRP и GFRP. Поскольку смола и волокна компонуются в заранее определенном количественном соотношении для формирования листа, можно производить формованные изделия с меньшими отклонениями в производительности, чем при других методах производства CFRP.

Препрег пропитывается смолой, в то время как волокна располагаются в одном направлении. Это называется UD-материалом, который прочен в направлении волокон, но очень слаб в вертикальном направлении волокон. При формовании в армированные волокнами пластики (FRP) важно укладывать волокна в разных направлениях.

Изменяя направление перехода, формируется высокопрочный FRP для любого направления. Также доступны препреги, изготовленные путем пропитки тканых материалов смолой, и называются тканевыми материалами.

Пропитка смолой различается в зависимости от области применения и разницы между CFRP и GFRP, но термореактивные смолы, такие как эпоксидная смола, ненасыщенная полиэфирная смола, фенольная смола и термопластичные смолы, такие как полипропилен, полиамид, поликарбонат и полиэфирэфиркетон, также используются во многих случаях.

Препреги, изготовленные из термореактивных смол, в частности, имеют липкую поверхность, поскольку они остаются неотвержденными до тех пор, пока их не отформуют в FRP, и их необходимо герметизировать и замораживать, чтобы предотвратить дальнейшее отверждение во время хранения.

Другая информация о препрегах

Как изготавливается препрег

Методы производства препрегов различаются в зависимости от того, является ли пропитываемая смола термореактивной или термопластичной.

1. Термореактивная смола
Предварительно отвержденная смоляная пленка формируется и прессуется вместе с одноосно выровненными волокнами или волокнистыми тканями. Содержание волокон можно контролировать толщиной пленки, и неравномерное содержание волокон вряд ли возникнет.

2. Термопластичная смола
Поскольку сама смола имеет высокую вязкость, существует два метода: растворение смолы в растворителе, пропитка ее и высушивание растворителя; или измельчение смолы на мелкие кусочки, разбрызгивание ее на волокна или текстильные изделия и прессование под действием тепла.