プリプレグ原材料

1つの強化材料

プリプレグで材料を補強するための主な要件は次のとおりです。

1. 優れた樹脂湿潤特性。

2. 複雑な形をした製品の形成要件を満たすための優れたドレープ可能性。

3. 製品の主要なパフォーマンス要件を満たす能力。

強化繊維には、ガラス繊維、炭素繊維、アラミッド繊維が含まれます。一般的な補強材には、一方向性繊維、プレーンウィーブファブリック、ツイルウィーブファブリック、および多軸生地が含まれます。

2マトリックス材料

マトリックス樹脂の主要な機能は次のとおりです。

1. 繊維を統一された構造に向け、位置付け、結合します。

2. 製品の負荷を含むプロセス中にストレスを送信します。

マトリックス樹脂は、優れた機械的特性、熱性能、化学腐食抵抗、および複合材料への処理の容易さを与えます。補強繊維は、主に複合材の機械的性能を決定します。ほとんどの熱可塑性樹脂は、ポリプロピレン（PP）やポリエチレン（PE）などの汎用樹脂からポリフェニレン硫化物（PPS）などの専門的なエンジニアリング樹脂やポリエーテルケトン（PEEK）などの専門的なエンジニアリング樹脂に至るまで、連続繊維強化熱可塑性ポリマー複合材料のマトリックスとして機能します。 。異なる樹脂マトリックスの基本特性の比較を表2に示します。

通常、単一の樹脂はプロセスのパフォーマンス要件を満たすのに苦労しています。複数の樹脂の組み合わせは、異なるエポキシ樹脂をブレンドして、通常または低温の下で粘度を最適化するなど、処理可能性を高めるためによく使用されます。たとえば、フェノールエポキシ樹脂は反応性と耐熱性を高めることができますが、エポキシ樹脂は粘度を調整できます。

研究によると、プリプレグに適した樹脂システムは、しばしば液体ビスフェノールエポキシ樹脂、固体ビスフェノールエポキシ樹脂、およびフェノールエポキシ樹脂を組み合わせています。マトリックス材料の選択は、複合材料と処理需要のパフォーマンス要件のバランスをとる必要があります。たとえば、夏には粘着性や冬には脆性を感じないために、中程度の温度ホットメルトエポキシ樹脂プレグが必要です。これにより、エポキシ樹脂の硬化温度を制限しながら、夏に樹脂システムが36〜37°C、冬には30〜32°Cで柔らかくなるようにコンポーネントの比を調整する必要があります。最適な硬化温度は一般に120〜130°Cで、硬化時間は90分を超えません。

3硬化システム

硬化システムには、硬化剤、加速器、触媒、希釈剤が含まれます。 Prepregが室温で一定の保存期間を確保するために、通常、潜在硬化剤が使用されます。これらの薬剤は、通常の温度と圧力で樹脂と反応するのではなく、特定の温度と圧力条件下で樹脂の架橋と硬化を促進します。

潜在硬化剤は通常、室温で分散した固体状態にあり、エポキシ樹脂に不溶ですが、融点の近くで加熱されたときに混和し、急速な硬化を開始します。加速器は、樹脂マトリックス内の硬化剤の溶解を促進し、硬化反応速度を増加させます。強化剤は、サーモセット樹脂マトリックスの脆性を低下させ、その耐衝撃性を高めます。希釈剤は、処理可能性を向上させるために樹脂の粘度を低下させます。触媒は、成形中の硬化反応を加速しますが、通常の温度と圧力で"潜在"状態にとどまります。これは、プリプレグ製造に有利です。