定义预浸料(了解预浸料的基础知识)

定义预浸料(了解预浸料的基础知识)

预浸料复合材料因其易用性、一致的性能和高质量的表面光洁度而在复合材料行业中变得越来越普遍。然而,在承诺使用这种材料之前,有很多关于预浸料的知识。

预浸料

术语“预浸料”实际上是短语预浸渍的缩写。预浸料是用树脂预浸渍的 FRP 增强材料。大多数情况下,树脂是环氧树脂,但也可以使用其他类型的树脂,包括大多数热固性和热塑性树脂。尽管两者在技术上都是预浸料,但热固性和热塑性预浸料却截然不同。

热塑性预浸料

热塑性预浸料是用热塑性树脂预浸渍的复合增强材料(玻璃纤维、碳纤维、芳纶等)。用于热塑性预浸料的常用树脂包括 PP、PET、PE、PPS 和 PEEK。热塑性预浸料可以以单向带的形式提供,或者以编织或缝合的织物形式提供。

热固性和热塑性预浸料之间的主要区别在于热塑性预浸料在室温下是稳定的,并且通常没有保质期。这是热固性和热塑性树脂之间差异的直接结果。

热固性预浸料

预浸料复合材料制造中更常用的是热固性预浸料。使用的主要树脂基质是环氧树脂。其他热固性树脂被制成预浸料,包括 BMI 和酚醛树脂。

对于热固性预浸料,热固性树脂以液体形式开始并完全浸渍纤维增强材料。多余的树脂会从增强材料中精确去除。同时,环氧树脂进行部分固化,使树脂的状态从液态变为固态。这被称为“B 阶段”。

在 B 阶段,树脂部分固化,通常发粘。当树脂被加热到高温时,它通常会在完全硬化之前短暂地恢复到液态。一旦固化,处于 b 阶段的热固性树脂现在完全交联。

预浸料的优点

使用预浸料的最大优势可能是它们的易用性。例如,假设有人对用碳纤维和环氧树脂制造平板感兴趣。如果他们要在闭模或开模过程中使用液态树脂,他们将需要获得织物、环氧树脂和环氧树脂的硬化剂。大多数环氧树脂硬化剂被认为是危险的,处理液态树脂可能会很麻烦。

使用环氧树脂预浸料,只需订购一件。环氧树脂预浸料卷成卷,并且已经在织物中浸渍了所需数量的树脂和硬化剂。

大多数热固性预浸料在织物的两面都带有背膜,以在运输和准备过程中对其进行保护。然后将预浸料切割成所需的形状,剥离背衬,然后将预浸料放入模具或工具中。然后在指定的时间内施加热量和压力。一些最常见类型的预浸料在大约 250 华氏度的温度下需要一个小时才能固化,但不同的系统可在较低和较高的固化温度和时间下使用。

预浸料的缺点

  • 保质期:由于环氧树脂处于 B 阶段,因此在使用前需要冷藏或冷冻储存。此外,整体保质期可能很短。
  • 成本高昂:当通过拉挤成型或真空灌注等工艺制造复合材料时,原纤维和树脂在现场结合。使用预浸料时,必须先对原材料进行预浸料。这通常在一家专注于预浸料的专业公司异地完成。制造链中增加的这一步骤会增加成本,在某些情况下,材料成本会增加近一倍。
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