Препрег из углеродного волокна - это высокоэффективный композитный материал, состоящий из углеродного волокна и системы смол препрега. Он является ключевым промежуточным материалом в процессе производства композитных материалов из углеродного волокна и широко используется в аэрокосмической, автомобильной, ветряной энергетике, спортивном оборудовании и других областях с высокими эксплуатационными требованиями.

Основной состав

Препрег из углеродного волокна состоит в основном из двух частей:

Усиление углеродным волокном: Обычно высокопрочное и высокомодульное углеродное волокно используется в качестве армирующего элемента в определенном расположении (однонаправленное расположение или форма ткани).

Система смол для препрегов: включая матричные материалы, такие как эпоксидная смола, фенольная смола, полиимидная смола, и могут содержать добавки, такие как отвердитель, упрочняющий агент, антипирен и т.д.

Процесс производства

Процесс производства препрега из углеродного волокна включает следующие этапы:

• Подготовка ткани/пряжи из углеродного волокна: выберите подходящие материалы из углеродного волокна и отрегулируйте их расположение в соответствии с конечным использованием.
• Подготовка смоляной системы: подготовьте соответствующую смоляную матрицу в соответствии с эксплуатационными требованиями и отрегулируйте ее вязкость, температуру отверждения и другие параметры.
• Процесс пропитки: Углеродное волокно равномерно пропитывается смолой с помощью таких процессов, как нанесение покрытия, горячее плавление или пропитка растворителем.
• Полуотверждение: Благодаря контролю температуры и времени смола достигает соответствующего состояния "стадии В", то есть полуотвержденного состояния, которое удобно для хранения и последующей обработки.
• Намотка/нарезка: Препрег наматывается или разрезается на части соответствующего размера для последующего формования.

Характеристики

Препрег из углеродного волокна обладает следующими основными характеристиками:

• Высокая удельная прочность и высокий модуль упругости: Удельная прочность и модуль упругости значительно превышают аналогичные показатели таких металлических материалов, как сталь и алюминиевые сплавы.
• Отличная коррозионная стойкость: На него не влияют общие факторы окружающей среды (такие как вода, кислота и щелочь).
• Хорошая конструктивность: Характеристики могут быть оптимизированы путем изменения угла укладки, количества слоев и системы смол.
• Легкий вес: Низкая плотность позволяет значительно снизить вес конструкции, что особенно актуально для аэрокосмической и автомобильной промышленности.
• Удобная обработка: Обладает сильной пластичностью при нагревании и отверждении, подходит для различных процессов формования, таких как автоматическая укладка волокна, ручная укладка и автоклав.

Области применения

Препрег из углеродного волокна широко используется в следующих областях благодаря своим превосходным механическим свойствам и легким преимуществам:

• Аэрокосмическая промышленность: фюзеляж самолета, крылья, капот двигателя, детали ракет и т.д.
• Автомобильное производство: кузова спортивных автомобилей высокого класса, рамы, карданные валы и т.д.
• Ветроэнергетика: лопасти ветряных турбин, особенно большие лопасти.
• Спортивные товары: теннисные ракетки, велосипедные рамы, лыжи, клюшки для гольфа и т.д.
• Медицинское оборудование: Рентгеновские доски, протезы и т.д.

Меры предосторожности при хранении и использовании

• Низкотемпературное хранение: обычно хранится при температуре ниже -18°C для предотвращения преждевременного отверждения смолы.
• Ограниченный срок хранения: производительность обычно снижается после хранения при комнатной температуре в течение нескольких недель.
• Избегайте влаги: углеродное волокно чувствительно к влаге, и поглощение влаги может повлиять на характеристики конечного продукта.

Тенденция развития

• Экологически чистый препрег: разработка экологичных систем смол с низким содержанием летучих органических соединений (ЛОС).
• Высокоэффективные системы смол: улучшают термостойкость, прочность и способность к самовосстановлению.
• Интеллектуальное производство: В сочетании с автоматизированной технологией укладки повышает эффективность производства и контроль качества.