Los materiales compuestos Prepreg se están volviendo cada vez más comunes en la industria compuesta debido a su facilidad de uso, propiedades consistentes y acabado superficial de alta calidad. Sin embargo, hay mucho que entender sobre los preimpregnados antes de comprometerse a usar este material.
Prepreg
El término & amp; quot; prepreg & amp; quot; es en realidad una abreviatura de la frase preimpregnada. Un prepreg es un refuerzo FRP que está preimpregnado con una resina. Muy a menudo, la resina es una resina epoxi, sin embargo, se pueden usar otros tipos de resinas, incluida la mayoría de las resinas termoestables y termoplásticas. Aunque ambos son técnicamente preimpregnados, los preimpregnados termoplásticos y termoplásticos son dramáticamente diferentes.
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Prepregs termoplásticos
Los preimpregnados termoplásticos son refuerzos compuestos (fibra de vidrio, fibra de carbono, aramida, etc.) que están preimpregnados con resina termoplástica. Las resinas comunes para preimpregnados termoplásticos incluyen PP, PET, PE, PPS y PEEK. Los preimpregnados termoplásticos se pueden proporcionar en cinta unidireccional o en telas tejidas o cosidas.
La principal diferencia entre el termoestable y el preimpregnador termoplástico es que los preimpregnados termoplásticos son estables a temperatura ambiente y, en general, no tienen una vida útil. Este es un resultado directo de las diferencias entre las resinas termoestables y termoplásticas.
Prepregs de termoestable
Más comúnmente utilizado en la fabricación de compuestos prepreg son los preimpregnados termoestable. La matriz de resina primaria utilizada es epoxi. Otras resinas termoestable se convierten en preimpregnados que incluyen IMC y resinas fenólicas.
Con un preimpregnado de termoestable, la resina termoestable comienza como un líquido e impregna completamente el refuerzo de fibra. El exceso de resina se elimina con precisión del refuerzo. Mientras tanto, la resina epoxi sufre curado parcial, cambiando el estado de la resina de un líquido a un sólido. Esto se conoce como & amp; quot; B-stage.& amp; quot;
En la etapa B, la resina está parcialmente curada y generalmente pegajosa. Cuando la resina se eleva a una temperatura elevada, a menudo vuelve brevemente a un estado líquido antes de endurecerse por completo. Una vez curada, la resina termoestable que estaba en la etapa b ahora está completamente reticulada.
Ventajas de Prepregs
Quizás la mayor ventaja de usar preimpregnados es su facilidad de uso. Por ejemplo, digamos que uno está interesado en fabricar un panel plano de fibra de carbono y resina epoxi. Si usaran resina líquida en un proceso cerrado de moldeo o moldeo abierto, se les requeriría obtener una tela, la resina epoxi y el endurecedor para el epoxi. La mayoría de los endurecedores epoxídicos se consideran peligrosos, y tratar con resinas en estado líquido puede ser complicado.
Con un preimpregnador epoxi, solo se debe pedir un elemento. Un preimpregnador epoxi viene enrollado y tiene la cantidad deseada de resina y endurecedor ya impregnados en la tela.
La mayoría de los preimpregnados de termoestable vienen con una película de respaldo a ambos lados de la tela para protegerla durante el tránsito y las preparaciones. El preimpregnado se corta a la forma deseada, se despega el respaldo y luego se coloca el preimpregnado en el molde o la herramienta. Tanto el calor como la presión se aplican durante el tiempo especificado. Algunos de los tipos más comunes de preimpregnados tardan una hora en curarse, a alrededor de 250 grados F, pero hay diferentes sistemas disponibles tanto a temperaturas y tiempos de curación más bajos como más altos.
Desventajas de Prepregs
- Vida útil: Dado que el epoxi se encuentra en una etapa B, se requiere que se almacene refrigerado o congelado antes de su uso. Además, la vida útil general puede ser baja.
- Costo prohibitivo: Al fabricar compuestos a través de un proceso como la pultrusión o la infusión al vacío, la fibra cruda y la resina se combinan en el sitio. Cuando se usan preimpregnados, la materia prima primero debe preimpregnarse. Esto se hace con mayor frecuencia fuera del sitio en una empresa especializada que se enfoca en preimpregnados. Este paso adicional en la cadena de fabricación puede agregar un mayor costo y, en algunos casos, casi duplicar el costo del material.
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