Технология препрега – это основа для производства большого количества материалов, изделий и конструкций уже долгое время.
Что такое препрег
Препрег представляет собой полуфабрикат композитного материала, сделанный из армированного волокном наполнителя и связующего, нанесенного с обеих сторон. Обычно используют наполнитель, армированный стекловолокном и углеродным волокном. Связующее может быть на основе эпоксидной смолы (или других реакционноспособных пластмасс, таких как фенольные связующие), или может быть на основе полиэтилена или ПЭТФ (полиэтилентерефталат), которые являются термопластами. В зависимости от связующего, углеродные препреги бывают мягкими и липкими (на основе эпоксидной смолы) или твердыми и скользкими (ПЭТФ).
Производство препрегов и смежные технологии
Существует несколько способов изготовления препрега. Наиболее продвинутыми являются методы пропитки связующего в волокнистом материале или метод плавления. В настоящее время таким способом производится большинство препрегов. Существует также способ пропитки раствора связующего и его последующей сушки. Несмотря на устаревшую технологию с не всегда благоприятным воздействием на окружающую среду, большинство препрегов производятся именно таким способом. Существуют и другие производственные процессы создания препрега.
Наиболее распространенным препрегом является вещество, пропитанное расплавом эпоксидной смолы высокой вязкости. В этом материале используется двусторонняя клейкая лента с защитной пленкой с одной или обеих сторон. В специальных приложениях обычно используются другие.
Производство деталей из препрега включает раскрой слоя препрега по заданному шаблону или нанесение препрега в форму слоями с помощью режущего плоттера. Когда желаемая толщина достигнута, ее формуют непосредственно с помощью пресс-машины или собирают в вакуумный пакет и формуют в термокамере или автоклаве.
Существует несколько технологий, смежных с технологией препрега. Например, семипрег (односторонний пропитанный). Соответствующие методы включают использование препрега, изготовленного по технологии RFI, или “репликацию” (“спринт”). При изготовлении препрега методом пропитки расплавом сначала создают пленку связующего с заданной поверхностной плотностью. В этом процессе ткань или волокнистый материал в форме ровницы помещают между двумя связующими пленками и прокатывают горячем валком. В случае производства полуфабрикатов клейкая пленка наматывается термическим рулоном только с одной стороны. Для производства дублированного препрега пропитка не производится, так как связующая пленка приклеивается непосредственно к ткани и раскатывается уже холодными валками. Отличительной особенностью процесса RFI является метод сборки деталей чередованием слоев волокнистого материала и слоев связующей пленки. Использование дублированных препрегов и процесс RFI обеспечивают легкую эвакуацию воздуха при укладке, позволяя создавать изделия с низкой пористостью даже в толстых конструкциях. Слой ткани хорошо проводит воздух, и расплав впрыскивается в волокнистый материал по мере расплавления пленки связующего.
Препреговая технология вакуумного мешка для подготовки препрега включает в себя:
- препрег;
- жертвенную ткань;
- перфорированную разделительную пленку;
- поглощающий слой;
- вакуумную пленку мешка.
Этот состав может варьироваться в зависимости от содержания смолы для препрега. Если происходит большое количество газовыделения, используется паропроницаемая мембрана. Если нет появления газа или начальной пористости, может быть наложена непористая разделительная пленкой непосредственно на препрег.
