Materijali za ojačanje
Primarni zahtjevi za materijale za pojačanje koji se koriste u preprezima su:
Dobra sposobnost vlaženja smolom;
Dobra konformabilnost (sposobnost prevlačenja), kako bi se ispunili zahtjevi za oblikovanje proizvoda sa složenom geometrijom;
Sposobnost da se zadovolje ključni zahtjevi performansi konačnog proizvoda.
Vlakna za ojačavanje uključuju staklena vlakna, karbonska vlakna, aramidna vlakna i druga. Uobičajeni oblici armaturnih struktura uključuju jednosmjerna vlakna, tkanine ravnog tkanja, tkanine keper tkanja i višeosne tkanine.
Matrični materijali
Primarne funkcije matrične smole su:
Orijentirati, postaviti i povezati vlakna zajedno u kohezivnu jedinicu;
Za prijenos naprezanja kroz cijeli proizvod kada je podvrgnut mehaničkim opterećenjima.
Općenito, teško je da jedna smola zadovolji sve zahtjeve performansi-povezane s procesom; stoga se tipično koristi kombinacija nekoliko smola kako bi se olakšale operacije obrade-na primjer, kombiniranje različitih vrsta epoksidnih smola za prilagodbu viskoznosti sustava smole na sobnoj ili niskim temperaturama. Epoksidne smole fenol-tipa mogu poboljšati reaktivnost i toplinsku stabilnost sustava smola, dok se epoksidne smole tipa Bisfenol A-mogu koristiti za reguliranje njegove viskoznosti. Istraživanja pokazuju da optimalni sustav smole za primjenu preprega uključuje sinergističku mješavinu tekuće epoksidne smole tipa Bisfenol A-, čvrste epoksidne smole tipa Bisfenol A- i fenolne epoksidne smole.
Odabir materijala matrice mora uspostaviti ravnotežu između zahtjeva izvedbe samog kompozitnog materijala i zahtjeva procesa proizvodnje. Na primjer, temeljni zahtjev za srednje{1}}temperaturne vruće-topive epoksidne preprege je da ostanu ne-ljepljivi na dodir tijekom ljetnih mjeseci i da ne postanu lomljivi tijekom zime. To zahtijeva prilagođavanje omjera različitih komponenti unutar sustava smole kako bi se osiguralo da njezina točka omekšavanja bude unutar raspona od 36-37 stupnjeva ljeti i 30-32 stupnja zimi, dok se istovremeno kontrolira temperatura otvrdnjavanja epoksidne smole. Optimalna temperatura stvrdnjavanja obično se kreće od 120 stupnjeva do 130 stupnjeva, s vremenom stvrdnjavanja koje ne prelazi 90 minuta.
Sustav stvrdnjavanja
Sustav otvrdnjavanja uključuje sredstva za otvrdnjavanje, ubrzivače, katalizatore i razrjeđivače, među ostalim komponentama. S obzirom na zahtjeve primjene za preprege-posebno potrebu da posjeduju određeni rok trajanja na sobnoj temperaturi-sustav otvrdnjavanja obično koristi latentna sredstva za otvrdnjavanje. Ova sredstva ne reagiraju sa smolom pod standardnim uvjetima temperature i tlaka; međutim, kada su podvrgnuti određenim povišenim temperaturama i pritiscima, oni kataliziraju unakrsno-vezivanje i stvrdnjavanje smole. Ovaj mehanizam olakšava stabilno skladištenje preprega na sobnoj temperaturi. Takva sredstva za stvrdnjavanje su tipično dispergiranog tipa; to jest, oni postoje kao krutine na sobnoj temperaturi i ostaju netopljivi unutar matrice epoksidne smole. Međutim, nakon zagrijavanja do temperatura koje se približavaju njihovim točkama taljenja, oni se mogu miješati s epoksidnom smolom, čime se pokreće brza reakcija stvrdnjavanja.
Primarna funkcija akceleratora je olakšati otapanje sredstva za stvrdnjavanje unutar matrice smole i povećati brzinu reakcije stvrdnjavanja. Ugrađeni su agensi za učvršćivanje kako bi se ublažila inherentna lomljivost matrice termoreaktivne smole i povećala njezina otpornost na udarce. Razrjeđivači prvenstveno služe za smanjenje viskoznosti smole, čime se poboljšava njena obradivost. Katalizatori se prvenstveno koriste za ubrzavanje reakcije smole tijekom faze stvrdnjavanja i oblikovanja; međutim, pod standardnim uvjetima temperature i tlaka, oni također ostaju u "latentnom" stanju-karakteristika koja se pokazala vrlo povoljnom za praktične proizvodne operacije koje uključuju prepregove.
