Tugevdusmaterjalid
Peamised nõuded prepregmaterjalides kasutatavatele tugevdusmaterjalidele on järgmised:
Hea märguvus vaiguga;
Hea kohandatavus (drapeeritavus), et täita keeruka geomeetriaga toodete vormimisnõudeid;
Võimalus rahuldada lõpptoote peamisi jõudlusnõudeid.
Tugevdavate kiudude hulka kuuluvad klaaskiud, süsinikkiud, aramiidkiud ja teised. Levinud tugevdusstruktuuride vormide hulka kuuluvad ühesuunalised kiud, lihtsakoelised kangad, toimse koega kangad ja mitmeteljelised kangad.
Maatriksi materjalid
Maatriksvaigu peamised funktsioonid on:
Kiudude orienteerimiseks, positsioneerimiseks ja sidumiseks ühtseks tervikuks;
Pinge ülekandmiseks kogu tootes, kui see on mehaanilise koormuse all.
Üldiselt on ühel vaigul raske täita kõiki protsessiga seotud{0}}jõudlusnõudeid; seetõttu kasutatakse töötlemistoimingute hõlbustamiseks tavaliselt mitme vaigu kombinatsiooni,{1}}näiteks kombineerides erinevat tüüpi epoksüvaikusid, et reguleerida vaigusüsteemi viskoossust ümbritseval või madalal temperatuuril. Fenool--tüüpi epoksüvaigud võivad suurendada vaigusüsteemi reaktsioonivõimet ja termilist stabiilsust, samas kui bisfenool A--tüüpi epoksüvaike saab kasutada selle viskoossuse reguleerimiseks. Uuringud näitavad, et optimaalne vaigusüsteem prepreg-rakenduste jaoks hõlmab vedela bisfenool A- tüüpi epoksüvaigu, tahke bisfenool A- tüüpi epoksüvaigu ja fenoolepoksüvaigu sünergilist segu.
Maatriksmaterjalide valikul tuleb leida tasakaal komposiitmaterjali enda jõudlusnõuete ja tootmisprotsessi nõuete vahel. Näiteks keskmise -temperatuuriga kuum-sulava epoksiidprepregmaterjalide põhinõue on see, et need ei jääks suvekuudel -kleepuvaks ega muutuks talvel rabedaks. See nõuab erinevate komponentide proportsioonide reguleerimist vaigusüsteemis, et tagada selle pehmenemistemperatuur vahemikus 36–37 kraadi suvel ja 30–32 kraadi talvel, kontrollides samal ajal epoksüvaigu kõvenemistemperatuuri. Optimaalne kõvenemistemperatuur on tavaliselt vahemikus 120 kraadi kuni 130 kraadi, kõvenemisaeg ei ületa 90 minutit.
Kõvenemise süsteem
Kõvendussüsteem sisaldab muude komponentide hulgas kõvendusaineid, kiirendeid, katalüsaatoreid ja lahjendeid. Võttes arvesse eelpregmaterjalide kasutamise nõudeid,{1}}eriti nende vajadust, et neil oleks toatemperatuuril teatud säilivusaeg,{2}}kasutab kõvendussüsteem tavaliselt varjatud kõvendit. Need ained ei reageeri vaiguga standardse temperatuuri ja rõhu tingimustes; teatud kõrgendatud temperatuuride ja rõhu allutamisel katalüüsivad need aga vaigu ristsidumist ja kõvenemist. See mehhanism hõlbustab prepregmaterjalide stabiilset säilitamist ümbritseva õhu temperatuuril. Sellised kõvendid on tavaliselt dispergeeritud tüüpi; see tähendab, et need eksisteerivad toatemperatuuril tahkete ainetena ja jäävad epoksüvaigu maatriksis lahustumatuks. Kuid kuumutamisel temperatuurini, mis läheneb nende sulamistemperatuurile, segunevad need epoksüvaiguga, käivitades seeläbi kiire kõvenemisreaktsiooni.
Kiirendite esmane ülesanne on hõlbustada kõvendi lahustumist vaigumaatriksis ja suurendada kõvenemisreaktsiooni kiirust. Sisaldatakse karastusaineid, et leevendada termoreaktiivse vaigumaatriksi loomupärast rabedust ja suurendada selle löögikindlust. Lahjendid vähendavad peamiselt vaigu viskoossust, parandades seeläbi selle töödeldavust. Katalüsaatoreid kasutatakse peamiselt vaigu reaktsiooni kiirendamiseks kõvenemise ja vormimise faasis; standardsetes temperatuuri- ja rõhutingimustes jäävad aga ka need "latentsesse" olekusse-oma omadus, mis osutub väga kasulikuks prepregidega seotud praktilistes tootmistoimingutes.
