Il preimpregnato è un foglio semi-indurente ottenuto impregnando fibre o tessuti rinforzati in una matrice ed è un materiale intermedio nei materiali compositi.
I principali materiali di rinforzo includono fibra di carbonio, fibra di vetro, aramide e i relativi tessuti.
I principali materiali della matrice includono resina epossidica, estere vinile, resina fenolica, bismaleimmide, estere cianato, poliimmide e resina termoplastica.
Rispetto ad altri materiali, i materiali compositi prodotti utilizzando il preimpregnato possono migliorare diverse caratteristiche, quali resistenza, durezza, resistenza alla corrosione, resistenza alla fatica, resistenza all'usura, resistenza agli urti e leggerezza.
Grazie ai suoi numerosi vantaggi, quali facilità d'uso, prestazioni costanti e finitura superficiale di alta qualità, sta diventando sempre più comune nelle applicazioni del settore dei materiali compositi.
A seconda del tipo di fibra, della disposizione delle fibre e del tipo di materiale della matrice utilizzato, può essere utilizzato nella produzione e fabbricazione di aeromobili civili, nell'industria automobilistica, nell'industria energetica, nell'industria dei prodotti sportivi e per il tempo libero, ecc.
Ambito dei prodotti preimpregnati
1. Larghezza del materiale preimpregnato: 15 mm ~ 1600 mm
2. Massa delle fibre per unità di area (FAW) del preimpregnato: 50-400 g/㎡
3. Contenuto di resina preimpregnata:
Preimpregnato in fibra unidirezionale: 30-45% ± 2%
Tessuto preimpregnato: 35-60% ± 3%
4. Tipi di fibre preimpregnate unidirezionali: fibra di carbonio, fibra di vetro, aramide, fibra di PBO, fibra di basalto, ecc.
5. Tipi di tessuto preimpregnato: tessuto ad armatura semplice, tessuto ad armatura forgiata, tessuto ad armatura diagonale.
6. Matrice di resina per preimpregnati:
Matrice di resina epossidica modificata con polimerizzazione a 120 gradi C
Matrice di resina epossidica modificata con polimerizzazione a 180 gradi C
Perché i materiali preimpregnati stanno diventando sempre più popolari tra gli utenti?
1. Caratteristica di massima intensità. Uno strato manuale tipico avrà una grande quantità di resina in eccesso, che aumenterà la fragilità e ridurrà le prestazioni complessive. La maggior parte dei materiali preimpregnati contiene circa il 35% di resina, che è una scelta ideale per ottenere le massime prestazioni di polimerizzazione e solitamente non è ottenibile nella laminazione manuale convenzionale.
2. Uniformità e ripetibilità. Lo spessore del prepreg è uniforme e, teoricamente, ogni parte che esce dallo stampo potrebbe essere la stessa. La tecnologia del sacco sottovuoto presenta ancora alcuni errori nella lavorazione e in altri aspetti, ma i materiali preimpregnati possono ridurre notevolmente questi problemi.
3. Ridurre il tempo di polimerizzazione. Dopo il ciclo di polimerizzazione a caldo, non è necessario attendere le 48 ore standard per la polimerizzazione completa.
4. Buon aspetto. Sebbene la lavorazione del materiale preimpregnato richieda ancora la preparazione dello stampo e la sformatura, la lavorazione del materiale preimpregnato può eliminare le bolle e facilitare l'ottenimento di una superficie liscia e lucida.
Materiali di rinforzo per preimpregnati:
1. Classe di fibra di vetro:
2. Fibra di carbonio:
3. Classe aramidica
Requisiti del preimpregnato per tessuti in fibra:
Come materiale di rinforzo per il prepreg, il tessuto in fibra di solito deve avere elevata resistenza e modulo, elevato allungamento a rottura e minima dispersione delle prestazioni. La densità lineare delle fibre o la densità superficiale dei tessuti in fibra di vetro devono essere stabili e le fibre devono avere buone proprietà interfacciali quando combinate con la resina dopo il trattamento superficiale. I requisiti di imballaggio sono tensione uniforme e nessuna piega o grinza durante il riavvolgimento.
Come viene lavorato il preimpregnato?
I processi di stampaggio comunemente utilizzati per il preimpregnato includono principalmente il processo di insaccamento sotto vuoto, il processo di pressatura a caldo, il processo di stampaggio, il processo di laminazione di tubi, il processo di stampaggio per estrusione, il processo di stampaggio per avvolgimento, ecc.
Esistono due metodi principali di produzione per il prepreg in fibra: uno è quello di riscaldare direttamente la resina per ridurne la viscosità e facilitare una dispersione uniforme tra le fibre, che è chiamato metodo hot melt. Un altro metodo è quello di sciogliere la resina in un solvente per ridurne la viscosità, quindi riscaldarla per far evaporare il solvente dopo che la resina è impregnata di fibre, che è chiamato metodo di impregnazione in soluzione.
Attualmente, i metodi hot melt comunemente utilizzati per il prepreg in fibra di carbonio possono essere suddivisi in metodi a uno e due passaggi. Nel processo a due passaggi, il primo passaggio richiede la preparazione di una pellicola di resina, seguita da un trattamento di preimpregnazione. Attualmente, circa il 90% dei materiali preimpregnati in fibra di carbonio in Cina vengono lavorati utilizzando il metodo hot melt a due passaggi.
Campi di applicazione del prepreg
L'applicazione del prepreg non si è sviluppata rapidamente solo nel campo aerospaziale, ma anche in settori quali la generazione di energia eolica, le imbarcazioni, le automobili, il trasporto ferroviario, i droni, le attrezzature sportive, la difesa nazionale e l'industria militare, i macchinari industriali, ecc. L'applicazione del prepreg è aumentata di giorno in giorno. Di conseguenza, alcuni componenti stanno perseguendo una maggiore resistenza specifica, rigidità specifica, resistenza alla fatica e libertà di progettazione dei prodotti, il che ha portato all'uso del prepreg che ha superato i materiali metallici e ha mostrato un trend di crescita continuo.
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