De basisprincipes van prepegs begrijpen

Prepreg composietmaterialen worden steeds gebruikelijker in de composietindustrie vanwege hun gebruiksgemak, consistente eigenschappen en hoogwaardige oppervlakteafwerking. Er is echter veel te begrijpen over prepregs voordat u zich ertoe verbindt dit materiaal te gebruiken.

De term "prepreg" is eigenlijk een afkorting van de uitdrukking vooraf geïmpregneerd. Een prepreg is een FRP-versterking die vooraf is geïmpregneerd met een hars. Meestal is de hars een epoxyharser kunnen echter ook andere soorten harsen worden gebruikt, waaronder de meeste thermohardende en thermoplastische harsen. Hoewel beide technisch prepregs zijn, zijn thermohardende en thermoplastische prepregs dramatisch verschillend.

Thermoplastische prepregs zijn composietversterkingen (glasvezel, koolstofvezel, aramide, enz.) die vooraf zijn geïmpregneerd met thermoplastische hars. Gebruikelijke harsen voor thermoplastische prepregs zijn PP, PET, PE, PPS en PEEK. Thermoplastische prepregs kunnen worden geleverd in unidirectionele tape of in geweven of gestikte stoffen.

Het belangrijkste verschil tussen thermohardende en thermoplastische prepreg is dat thermoplastische prepregs stabiel zijn bij kamertemperatuur en in het algemeen niet houdbaar zijn. Dit is een direct gevolg van de verschillen tussen thermohardende en thermoplastische harsen.

Vaker gebruikt bij de productie van prepreg-composieten zijn thermohardende prepregs. De primaire gebruikte harsmatrix is ​​epoxy. Andere thermohardende harsen worden tot prepregs gemaakt, waaronder BMI en fenolharsen.

Met een thermohardende prepreg begint de thermohardende hars als een vloeistof en impregneert de vezelversterking volledig. Overtollige hars wordt nauwkeurig verwijderd van de wapening. Ondertussen ondergaat de epoxyhars gedeeltelijke uitharding, waardoor de toestand van de hars verandert van een vloeistof in een vaste stof. Dit staat bekend als de 'B-fase'.

In de B-fase is de hars gedeeltelijk uitgehard en meestal plakkerig. Wanneer de hars op een verhoogde temperatuur wordt gebracht, keert deze vaak kort terug naar een vloeibare toestand alvorens volledig uit te harden. Eenmaal uitgehard, is de thermohardende hars die zich in de b-fase bevond, nu volledig verknoopt.

Misschien wel het grootste voordeel van het gebruik van prepregs is hun gebruiksgemak. Stel dat men bijvoorbeeld geïnteresseerd is in het vervaardigen van een plat paneel uit koolstofvezel en epoxyhars. Als ze vloeibare hars zouden gebruiken in een gesloten of open gietproces, zouden ze een stof, de epoxyhars en de verharder voor de epoxy moeten verkrijgen. De meeste epoxy-verharders worden als gevaarlijk beschouwd en het omgaan met harsen in vloeibare toestand kan rommelig zijn.

Met een epoxy prepreg hoeft er maar één item te worden besteld. Een epoxy prepreg komt op een rol en heeft de gewenste hoeveelheid van zowel hars als verharder al geïmpregneerd in de stof.

De meeste thermohardende prepregs worden geleverd met een beschermfolie aan beide zijden van de stof om deze te beschermen tijdens transport en voorbereidingen. De prepreg wordt vervolgens in de gewenste vorm gesneden, de achterkant wordt afgepeld en de prepreg wordt vervolgens in de mal of het gereedschap gelegd. Zowel warmte als druk worden vervolgens gedurende de opgegeven tijd toegepast. Sommige van de meest voorkomende soorten prepregs hebben een uur nodig om uit te harden, bij ongeveer 250 graden F, maar er zijn verschillende systemen beschikbaar bij zowel lagere als hogere uithardingstemperaturen en -tijden.

• Houdbaarheid: Omdat de epoxy zich in een B-fase bevindt, moet hij vóór gebruik gekoeld of bevroren worden bewaard. Bovendien kan de algehele houdbaarheid laag zijn.
• Kostenverbod: Bij het vervaardigen van composieten via een proces zoals pultrusie of vacuüminfusie, worden de ruwe vezels en hars ter plaatse gecombineerd. Bij gebruik van prepregs moet de grondstof eerst worden voorgepreggeerd. Dit gebeurt meestal off-site bij een gespecialiseerd bedrijf dat zich richt op prepregs. Deze extra stap in de productieketen kan hogere kosten met zich meebrengen en in sommige gevallen bijna de materiaalkosten verdubbelen.