Compreendendo o básico de prepegs

Os materiais compósitos pré-impregnados estão se tornando cada vez mais comuns na indústria de compósitos devido à sua facilidade de uso, propriedades consistentes e acabamento superficial de alta qualidade. No entanto, há muito a entender sobre os pré-impregs antes de comprometer-se a usar este material.

O termo "pré-impregnado" é na verdade uma abreviação para a frase pré-impregnada. Um pré-impregnado é um reforço de PRF que é pré-impregnado com uma resina. Na maioria das vezes, a resina é uma resina epóxi, no entanto, outros tipos de resinas podem ser usados, incluindo a maioria das resinas termoendurecíveis e termoplásticas. Embora ambos sejam tecnicamente pré-impregnados, os pré-impregnados termofixos e termoplásticos são dramaticamente diferentes.

Os pré-impregnados termoplásticos são reforços compostos (fibra de vidro, fibra de carbono, aramida etc.) pré-impregnados com resina termoplástica. As resinas comuns para os pré-impregnados termoplásticos incluem PP, PET, PE, PPS e PEEK. Os pré-impregnados termoplásticos podem ser fornecidos em fita unidirecional ou em tecidos tecidos ou costurados.

A principal diferença entre o pré-impregnado termofixo e o termoplástico é que os pré-impregnados termoplásticos são estáveis ​​à temperatura ambiente e, geralmente, não têm prazo de validade. Este é um resultado direto da diferenças entre resinas termofixas e termoplásticas.

Mais comumente usado na fabricação de compostos pré-impregnados são os pré-impregnados termofixos. A matriz de resina primária usada é epóxi. Outras resinas termoendurecíveis são transformadas em pré-impregnados, incluindo IMC e resinas fenólicas.

Com um pré-impregnado termofixo, a resina termoendurecível começa como um líquido e impregna totalmente o reforço de fibra. O excesso de resina é removido com precisão do reforço. Enquanto isso, a resina epóxi passa por uma cura parcial, alterando o estado da resina de líquido para sólido. Isso é conhecido como "estágio B".

No estágio B, a resina é parcialmente curada e geralmente pegajosa. Quando a resina é levada a uma temperatura elevada, muitas vezes retorna brevemente ao estado líquido antes de endurecer completamente. Uma vez curada, a resina termoendurecível que estava no estágio b agora está totalmente reticulada.

Talvez a maior vantagem do uso de prepregs seja a facilidade de uso. Por exemplo, digamos que alguém esteja interessado em fabricar uma tela plana de fibra de carbono e resina epóxi. Se eles usassem resina líquida em um processo de moldagem fechada ou de moldagem aberta, seria necessário obter um tecido, a resina epóxi e o endurecedor para o epóxi. A maioria dos endurecedores epóxi é considerada perigosa, e lidar com resinas em estado líquido pode ser confuso.

Com um prepreg epóxi, apenas um item precisa ser pedido. Um prepreg epóxi vem em um rolo e tem a quantidade desejada de resina e endurecedor já impregnados no tecido.

A maioria dos prepregs termoendurecíveis vem com uma película de suporte em ambos os lados do tecido para protegê-lo durante o transporte e os preparativos. O pré-impregnado é então cortado na forma desejada, o suporte é retirado e o pré-impregnado é então colocado no molde ou na ferramenta. Tanto o calor quanto a pressão são aplicados durante o período especificado. Alguns dos tipos mais comuns de pré-impregnados levam uma hora para curar, a cerca de 250 graus F, mas diferentes sistemas estão disponíveis em temperaturas e tempos de cura mais baixos e mais altos.

• Validade: Como o epóxi está no estágio B, é necessário armazená-lo refrigerado ou congelado antes do uso. Além disso, o prazo de validade geral pode ser baixo.
• Proibição de custos: Ao fabricar compósitos por meio de um processo como pultrusão ou infusão a vácuo, a fibra bruta e a resina são combinadas no local. Ao usar pré-impregnados, a matéria-prima deve primeiro ser pré-impregnada. Isso geralmente é feito externamente em uma empresa especializada que se concentra em pré-impregs. Essa etapa adicional na cadeia de fabricação pode aumentar o custo e, em alguns casos, quase dobrar o custo do material.