Υλικά οπλισμού
Οι κύριες απαιτήσεις για τα ενισχυτικά υλικά που χρησιμοποιούνται σε προεμποτίσματα είναι:
Καλή διαβρεξιμότητα με τη ρητίνη.
Καλή συμβατότητα (drapability), για την κάλυψη των απαιτήσεων χύτευσης για προϊόντα με πολύπλοκες γεωμετρίες.
Η ικανότητα να ικανοποιεί τις βασικές απαιτήσεις απόδοσης του τελικού προϊόντος.
Οι ενισχυτικές ίνες περιλαμβάνουν ίνες γυαλιού, ίνες άνθρακα, ίνες αραμιδίου και άλλες. Οι κοινές μορφές δομών οπλισμού περιλαμβάνουν ίνες μονής κατεύθυνσης, υφάσματα απλής ύφανσης, υφάσματα ύφανσης από twill και πολυαξονικά υφάσματα.
Υλικά Matrix
Οι κύριες λειτουργίες της ρητίνης μήτρας είναι:
Για τον προσανατολισμό, την τοποθέτηση και τη σύνδεση των ινών μεταξύ τους σε μια συνεκτική μονάδα.
Για τη μεταφορά καταπόνησης σε όλο το προϊόν όταν υποβάλλεται σε μηχανικά φορτία.
Γενικά, είναι δύσκολο για μια μεμονωμένη ρητίνη να ικανοποιήσει όλες τις απαιτήσεις απόδοσης που σχετίζονται με τη διαδικασία-. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται συνήθως ένας συνδυασμός πολλών ρητινών για τη διευκόλυνση των εργασιών επεξεργασίας-για παράδειγμα, συνδυάζοντας διαφορετικούς τύπους εποξειδικών ρητινών για τη ρύθμιση του ιξώδους του συστήματος ρητίνης σε περιβαλλοντικές ή χαμηλές θερμοκρασίες. Οι εποξειδικές ρητίνες φαινολικού-τύπου μπορούν να ενισχύσουν την αντιδραστικότητα και τη θερμική σταθερότητα του συστήματος ρητίνης, ενώ οι εποξειδικές ρητίνες τύπου Bisphenol A-μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη ρύθμιση του ιξώδους του. Η έρευνα δείχνει ότι το βέλτιστο σύστημα ρητίνης για εφαρμογές prepreg περιλαμβάνει ένα συνεργιστικό μείγμα υγρής εποξειδικής ρητίνης -τύπου Bisphenol A, στερεής εποξειδικής ρητίνης τύπου Bisphenol A- και φαινολικής εποξειδικής ρητίνης.
Η επιλογή των υλικών μήτρας πρέπει να επιτύχει μια ισορροπία μεταξύ των απαιτήσεων απόδοσης του ίδιου του σύνθετου υλικού και των απαιτήσεων της διαδικασίας κατασκευής. Για παράδειγμα, μια θεμελιώδης απαίτηση για τα εποξειδικά προεμποτίσματα μέτριας θερμοκρασίας-καυτής-τήξης είναι να παραμένουν μη-κολλώδη στην αφή κατά τους καλοκαιρινούς μήνες και να μην γίνονται εύθραυστα κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Αυτό απαιτεί προσαρμογή των αναλογιών των διαφόρων συστατικών μέσα στο σύστημα ρητίνης για να διασφαλιστεί ότι το σημείο μαλάκωσής του κυμαίνεται μεταξύ 36-37 βαθμών το καλοκαίρι και 30-32 βαθμών το χειμώνα, ενώ ταυτόχρονα ελέγχεται η θερμοκρασία σκλήρυνσης της εποξειδικής ρητίνης. Η βέλτιστη θερμοκρασία σκλήρυνσης κυμαίνεται τυπικά από 120 βαθμούς έως 130 βαθμούς, με χρόνο σκλήρυνσης που δεν υπερβαίνει τα 90 λεπτά.
Σύστημα ωρίμανσης
Το σύστημα σκλήρυνσης περιλαμβάνει παράγοντες σκλήρυνσης, επιταχυντές, καταλύτες και αραιωτικά, μεταξύ άλλων συστατικών. Λαμβάνοντας υπόψη τις απαιτήσεις εφαρμογής για προεμποτίσματα-συγκεκριμένα την ανάγκη να διαθέτουν μια συγκεκριμένη διάρκεια ζωής σε θερμοκρασία δωματίου-το σύστημα σκλήρυνσης συνήθως χρησιμοποιεί λανθάνοντες παράγοντες σκλήρυνσης. Αυτοί οι παράγοντες δεν αντιδρούν με τη ρητίνη υπό τυπικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Ωστόσο, όταν υποβάλλονται σε συγκεκριμένες υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις, καταλύουν τη διασταυρούμενη-σύνδεση και τη σκλήρυνση της ρητίνης. Αυτός ο μηχανισμός διευκολύνει τη σταθερή αποθήκευση των προεμποτισμάτων σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος. Τέτοιοι παράγοντες σκλήρυνσης είναι τυπικά του διασπαρμένου τύπου. υπάρχουν δηλαδή ως στερεά σε θερμοκρασία δωματίου και παραμένουν αδιάλυτα μέσα στη μήτρα της εποξικής ρητίνης. Ωστόσο, όταν θερμαίνονται σε θερμοκρασίες που πλησιάζουν τα σημεία τήξης τους, γίνονται αναμίξιμα με την εποξειδική ρητίνη, ξεκινώντας έτσι μια ταχεία αντίδραση σκλήρυνσης.
Η κύρια λειτουργία των επιταχυντών είναι να διευκολύνουν τη διάλυση του παράγοντα σκλήρυνσης μέσα στη μήτρα της ρητίνης και να αυξάνουν τον ρυθμό της αντίδρασης σκλήρυνσης. Ενσωματώνονται σκληρυντικά για να μετριάσουν την εγγενή ευθραυστότητα της μήτρας της θερμοσκληρυνόμενης ρητίνης και να ενισχύσουν την αντοχή της σε κρούση. Τα αραιωτικά χρησιμεύουν κυρίως για τη μείωση του ιξώδους της ρητίνης, βελτιώνοντας έτσι την ικανότητα επεξεργασίας της. Οι καταλύτες χρησιμοποιούνται κυρίως για την επιτάχυνση της αντίδρασης της ρητίνης κατά τη φάση σκλήρυνσης και χύτευσης. Ωστόσο, υπό τυπικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης, παραμένουν και αυτά σε "λανθάνουσα" κατάσταση-ένα χαρακτηριστικό που αποδεικνύεται εξαιρετικά πλεονεκτικό για τις πρακτικές εργασίες κατασκευής που περιλαμβάνουν προεμποτίσματα.
