Comprender los conceptos básicos de Prepegs

Los materiales compuestos preimpregnados son cada vez más comunes en la industria de los compuestos 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.

El término "prepreg" es en realidad una abreviatura de la frase preimpregnada. Un preimpregnado es un refuerzo de FRP que está impregnado previamente con una resina. Muy a menudo, la resina es un resina epoxicaSin embargo, se pueden utilizar otros tipos de resinas, incluida la mayoría de las resinas termoestables y termoplásticas. Aunque ambos son técnicamente preimpregnados, los preimpregnados termoestables y termoplásticos son dramáticamente diferentes.

Los preimpregnados termoplásticos son refuerzos compuestos (fibra de vidrio, Fibra de carbon, 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 preimpregnado termoestable y 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 la diferencias entre resinas termoestables y termoplásticas.

Los preimpregnados termoendurecibles se usan más comúnmente en la fabricación de materiales compuestos prepreg. La matriz de resina primaria utilizada es epoxi. Otras resinas termoestables se convierten en preimpregnados, incluidos el IMC y las resinas fenólicas.

Con un preimpregnado 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 un curado parcial, cambiando el estado de la resina de líquido a sólido. Esto se conoce como la "etapa B".

En la etapa B, la resina está parcialmente curada y generalmente pegajosa. Cuando la resina se lleva 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.

Quizás la mayor ventaja de usar prepregs es su facilidad de uso. Por ejemplo, supongamos que uno está interesado en fabricar un panel plano de fibra de carbono y resina epoxi. Si tuvieran que usar resina líquida en un proceso de moldeo cerrado o 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 preimpregnado epoxi, solo se debe pedir un artículo. Un prepreg epoxi viene en un rollo y tiene la cantidad deseada de resina y endurecedor ya impregnada en la tela.

La mayoría de los preimpregnados termoendurecibles vienen con una película de respaldo en ambos lados de la tela para protegerla durante el tránsito y los preparativos. Luego se corta el preimpregnado a la forma deseada, se despega el respaldo y luego se coloca el preimpregnado en el molde o 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 curar, a alrededor de 250 grados F, pero hay diferentes sistemas disponibles a temperaturas y tiempos de curado más bajos y más altos.

• Duracion: Dado que el epoxi está en una etapa B, es necesario almacenarlo refrigerado o congelado antes de su uso. Además, la vida útil general puede ser baja.
• Costo prohibitivo: Cuando se fabrican 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, primero se debe preimpreginar la materia prima. 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 aumentar el costo y, en algunos casos, casi duplicar el costo del material.