Prepreg là một tấm bán đóng rắn được tạo ra bằng cách tẩm sợi hoặc vải gia cố vào một chất nền và là vật liệu trung gian trong vật liệu composite.
Các vật liệu gia cố chính bao gồm sợi carbon, sợi thủy tinh, aramid và vải của chúng.
Các vật liệu nền chính bao gồm nhựa epoxy, vinyl este, nhựa phenolic, bismaleimide, este cyanate, polyimide và nhựa nhiệt dẻo.
So với các vật liệu khác, vật liệu composite được sản xuất bằng prepreg có thể cải thiện nhiều đặc tính như độ bền, độ cứng, khả năng chống ăn mòn, tuổi thọ chịu mỏi, khả năng chống mài mòn, khả năng chống va đập và trọng lượng nhẹ.
Do có nhiều ưu điểm như dễ sử dụng, hiệu suất ổn định và bề mặt hoàn thiện chất lượng cao nên vật liệu này ngày càng được sử dụng phổ biến trong ngành vật liệu composite.
Theo loại sợi, cách sắp xếp sợi và loại vật liệu nền được sử dụng, nó có thể được sử dụng trong sản xuất và chế tạo máy bay dân dụng, công nghiệp ô tô, công nghiệp năng lượng, công nghiệp sản phẩm thể thao và giải trí, v.v.
Phạm vi của sản phẩm prepreg
1. Chiều rộng vật liệu tẩm trước: 15mm~1600mm
2. Khối lượng sợi trên một đơn vị diện tích (FAW) của prepreg: 50-400 g/㎡
3. Hàm lượng nhựa đã tẩm trước:
Prepreg sợi đơn hướng: 30-45% ± 2%
Vải tẩm trước: 35-60% ± 3%
4. Các loại sợi prepreg đơn hướng: sợi carbon, sợi thủy tinh, aramid, sợi PBO, sợi bazan, v.v.
5. Các loại vải đã tẩm trước: vải dệt trơn, vải dệt thoi, vải dệt vân chéo.
6. Ma trận nhựa cho prepreg:
Ma trận nhựa epoxy biến tính đóng rắn ở nhiệt độ 120 độ C
Ma trận nhựa epoxy biến tính đóng rắn ở nhiệt độ 180 độ C
Tại sao vật liệu tẩm trước ngày càng được người dùng ưa chuộng?
1. Đặc tính cường độ tối đa. Một lớp thủ công thông thường sẽ có lượng nhựa dư thừa lớn, làm tăng độ giòn và giảm hiệu suất tổng thể. Hầu hết các vật liệu tẩm trước chứa khoảng 35% nhựa, đây là lựa chọn lý tưởng để đạt được hiệu suất đóng rắn tối đa và thường không đạt được trong quá trình cán thủ công thông thường.
2. Tính đồng nhất và khả năng lặp lại. Độ dày của prepreg đồng đều, về mặt lý thuyết, mỗi bộ phận ra khỏi khuôn có thể giống nhau. Công nghệ đóng túi chân không vẫn có một số lỗi nhất định trong quá trình gia công và các khía cạnh khác, nhưng vật liệu được tẩm trước có thể giảm đáng kể những vấn đề này.
3. Giảm thời gian bảo dưỡng. Sau chu kỳ bảo dưỡng nhiệt, không cần phải đợi 48 giờ tiêu chuẩn để bảo dưỡng hoàn toàn.
4. Ngoại quan đẹp. Mặc dù quá trình xử lý vật liệu tẩm trước vẫn cần phải chuẩn bị khuôn và tháo khuôn, nhưng quá trình xử lý vật liệu tẩm trước có thể loại bỏ bọt khí và giúp dễ dàng có được bề mặt nhẵn và bóng.
Vật liệu gia cố cho prepreg:
1. Lớp sợi thủy tinh:
2. Sợi carbon:
3. Lớp Aramid
Yêu cầu của prepreg cho vải sợi:
Là vật liệu gia cố cho prepreg, vải sợi thường cần có độ bền và mô đun cao, độ giãn dài khi đứt cao và độ phân tán hiệu suất tối thiểu. Mật độ tuyến tính của sợi hoặc mật độ bề mặt của vải sợi thủy tinh phải ổn định và sợi phải có đặc tính giao diện tốt khi kết hợp với nhựa sau khi xử lý bề mặt. Yêu cầu đóng gói là độ căng đồng đều và không có nếp nhăn hoặc nếp gấp trong quá trình quấn lại.
Prepreg được xử lý như thế nào?
Các quy trình đúc thường được sử dụng cho prepreg chủ yếu bao gồm quy trình túi chân không, quy trình bể ép nóng, quy trình đúc, quy trình cán ống, quy trình đúc đùn, quy trình đúc cuộn, v.v.
Có hai phương pháp sản xuất prepreg sợi chính: một là đun nóng trực tiếp nhựa để giảm độ nhớt và tạo điều kiện phân tán đồng đều giữa các sợi, được gọi là phương pháp nóng chảy. Một phương pháp khác là hòa tan nhựa trong dung môi để giảm độ nhớt, sau đó đun nóng để làm bay hơi dung môi sau khi nhựa được tẩm sợi, được gọi là phương pháp tẩm dung dịch.
Hiện nay, các phương pháp nóng chảy thông dụng để prepreg sợi carbon có thể được chia thành phương pháp một bước và phương pháp hai bước. Trong quy trình hai bước, bước đầu tiên đòi hỏi phải chuẩn bị một lớp màng nhựa, sau đó là xử lý tẩm trước. Hiện nay, khoảng 90% vật liệu tẩm trước sợi carbon ở Trung Quốc được xử lý bằng phương pháp nóng chảy hai bước.
Các lĩnh vực ứng dụng của prepreg
Ứng dụng prepreg không chỉ phát triển nhanh chóng trong lĩnh vực hàng không vũ trụ mà còn trong các ngành công nghiệp như phát điện gió, tàu thuyền, ô tô, vận tải đường sắt, máy bay không người lái, thiết bị thể thao, công nghiệp quốc phòng và quân sự, máy móc công nghiệp, v.v. Ứng dụng prepreg ngày càng tăng. Do đó, một số thành phần đang theo đuổi cường độ riêng cao hơn, độ cứng riêng, khả năng chống mỏi và tự do thiết kế sản phẩm, điều này đã dẫn đến việc sử dụng prepreg vượt qua vật liệu kim loại và cho thấy xu hướng tăng trưởng liên tục.
Chú phổ biến: prepreg trong vật liệu composite, nhà sản xuất, nhà cung cấp, nhà máy prepreg trong vật liệu composite của Trung Quốc