不能忽視的“預浸料”產品
目前比較火的復合材料成型工藝是H-RTM，熱塑的LFT-D生產線，還有熱塑性的板材等等。作為昔日比較熱門的預浸料倒是沒多少提及，今天就帶大家重新了解一下預浸料。
預浸料（Prepreg）是Preimpregnated Materials的縮寫，是把強化纖維（Reinforced Fiber）浸漬在基體（Matrix）中制成的預浸料片材產品，是復合材料的中間材料。強化材料主要有碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維等。基體材料主要有環氧樹脂、聚酯樹脂、熱可塑性樹脂等。使用Prepreg生產的復合材料相比于其他材料來說，能改善強度（strength），硬度（stiffness），耐蝕性（corrosion resistance），疲勞壽命（fatigue），耐磨耗性（wear resistance），耐沖擊性（impact resistance），輕量化（weigh treduction）等多種特性，在近經常使用于宇宙航空產業，一般產業，運動，休閑用品等的生產上。
隨著復合材料研究和開發的不斷進步, 使用領域日漸擴大, 復合材料構件不同制造工藝、不同工作條件對預浸料也提出了不同要求。為了適應來自多方面的需要, 新的預浸料不斷出現, 預浸料的類型不斷增加。按物理狀態分類,預浸料分成單向預浸料、單向織物預浸料、織物預浸料; 按樹脂基體不同, 預浸料分成熱固性樹脂預浸料和熱塑性樹脂預浸料; 按增強材料不同, 分成碳纖維( 織物) 預浸料、玻璃纖維( 織物) 預浸料、芳綸( 織物) 預浸料; 根據纖維長度不同, 分成短纖維( 4176mm 以下) 預浸料、長纖維( 1217mm) 預浸料和連續纖維預浸料; 按固化溫度不同, 分成中溫固化( 120 ℃) 預浸料、高溫固化( 180 ℃) 預浸料以及固化溫度超過200 ℃ 的預浸料。
貴，是大多數復合材料對預浸料成本的看法。如果其生產、儲存和加工的費用能降低的話，預浸料會得到較大的市場認可。對此貢獻大的是固化溫度的降低。Hexcel Composites公司的一位預浸料專家Neil Howard說，如果溫度能降低到足以不需目前在航空航天中通常所用的熱壓釜固化 它將產生極大的影響。除了免掉加工管理費用外，能減少模具成本，還在復合材料成品中減少彈性后效。Hexcel的化學家已通過使用M21，朝這一方向邁進了一步。M21是一種第三代韌性環氧基體，它具有航空航天應用所需的機械強度、剛度和其它性能，但可在l30℃時(而非通常的180"C)固化。M21在濕熱老化后在沖擊及開孔壓縮試驗中表現出高的壓縮強度。在溫度高達130~C還保留濕熱性能。此樹脂流動性能良好，而且固化簡單不需后固化。M21可與單向帶和多軸織物一起使用作為適用于大型航空航天結構件的預浸料。
通常對預浸料的批評是其生產的難度。鋪層法因在層間常需壓實使得操作緩慢，這阻礙了大規模批量生產。預浸料也不大適合復雜的小半徑的3D 幾何形狀。在這方面預浸料跟SMC和BMC形成了對照，SMC和BMC因其易于制造而受到汽車工業的青睞。但SMC和BMC因其纖維短及纖維含量低而缺乏預浸料具有的高方向性機械強度。為了把SMC的制造能力和接近預浸料的性能結合起來，Hexcel開發了一種單向玻璃纖維和碳纖維預浸料的變體。憑借較長(但非連續的)纖維和不小于57％的纖維含量，Hex McTM在機械性能方面甚至優于強度高的SMC，從而被推薦用于必須批量生產的剛性、幾何形狀復雜、重量控制嚴格的產品。與在碳纖維SMC中實際大纖維束為3K或6K相比較，碳纖維變體有24K、48K 和60K 的纖維束。和標準的預浸料二樣，產品含有脫膜紙成卷包裝，并有足夠的柔韌性和粘性易于堆放和播放進壓縮模具中。
專門生產預浸料的Primco公司在管件產品方面也具有很強的能力。它有一系列基于不同的樹脂和織物的產品。和一些合伙公司一起生產復合材料管用于電信(桅桿和天線)、運動器材(釣魚桿、高爾夫球桿)和其它領域。該公司于二、三年前建立了一單向帶和織物熱熔浸漬的預浸料車間。生產線中的一條是彩色預浸料，將玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維和著色的工程纖維紗結合在一起，后者起到了裝飾效果，吸引了運動、休閑和汽車領域消費者的注意。
值得關注的是熱塑性預浸料的不斷增長的可能性。例如在航空航天、海上油井和基礎設施市場上活躍的Gurit Suprem (其前身是Sulzer Innotec)提供一系列用熱塑性聚合物如聚酰胺(PA)、聚酰亞胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)浸漬的單向帶、條板和織物。近其SUPreme商標的新增產品包括碳纖維增強PA和聚烯烴(PVDF、PP)以及以超高強碳纖維和PBO纖維為主的變體。Primco對其PfimsheetTM熱塑性預浸料的美觀和機械性能做了大肆宣傳，該材料可用于從單層厚度到幾毫米厚的板材。CytecFiberite公司用幾種熱熔工藝制造其APC族熱塑性預浸料。法國的Schappe Techniques公司生產適用于短周期壓縮模塑、氣囊模塑和隔板成型的干的熱塑性預浸料。
盡管目前預浸料市場供大于求以及因此產生的價格下降的壓力，生產商還是不斷改進其產品，在進一步擴大其商品品種和商業領域的同時，為傳統的高性能應用提供革新的新材料。
更多信息請關注復材網www.lzzz.net
預浸料（Prepreg）是Preimpregnated Materials的縮寫，是把強化纖維（Reinforced Fiber）浸漬在基體（Matrix）中制成的預浸料片材產品，是復合材料的中間材料。強化材料主要有碳纖維、玻璃纖維、芳族聚酰胺纖維等。基體材料主要有環氧樹脂、聚酯樹脂、熱可塑性樹脂等。使用Prepreg生產的復合材料相比于其他材料來說，能改善強度（strength），硬度（stiffness），耐蝕性（corrosion resistance），疲勞壽命（fatigue），耐磨耗性（wear resistance），耐沖擊性（impact resistance），輕量化（weigh treduction）等多種特性，在近經常使用于宇宙航空產業，一般產業，運動，休閑用品等的生產上。
隨著復合材料研究和開發的不斷進步, 使用領域日漸擴大, 復合材料構件不同制造工藝、不同工作條件對預浸料也提出了不同要求。為了適應來自多方面的需要, 新的預浸料不斷出現, 預浸料的類型不斷增加。按物理狀態分類,預浸料分成單向預浸料、單向織物預浸料、織物預浸料; 按樹脂基體不同, 預浸料分成熱固性樹脂預浸料和熱塑性樹脂預浸料; 按增強材料不同, 分成碳纖維( 織物) 預浸料、玻璃纖維( 織物) 預浸料、芳綸( 織物) 預浸料; 根據纖維長度不同, 分成短纖維( 4176mm 以下) 預浸料、長纖維( 1217mm) 預浸料和連續纖維預浸料; 按固化溫度不同, 分成中溫固化( 120 ℃) 預浸料、高溫固化( 180 ℃) 預浸料以及固化溫度超過200 ℃ 的預浸料。
貴，是大多數復合材料對預浸料成本的看法。如果其生產、儲存和加工的費用能降低的話，預浸料會得到較大的市場認可。對此貢獻大的是固化溫度的降低。Hexcel Composites公司的一位預浸料專家Neil Howard說，如果溫度能降低到足以不需目前在航空航天中通常所用的熱壓釜固化 它將產生極大的影響。除了免掉加工管理費用外，能減少模具成本，還在復合材料成品中減少彈性后效。Hexcel的化學家已通過使用M21，朝這一方向邁進了一步。M21是一種第三代韌性環氧基體，它具有航空航天應用所需的機械強度、剛度和其它性能，但可在l30℃時(而非通常的180"C)固化。M21在濕熱老化后在沖擊及開孔壓縮試驗中表現出高的壓縮強度。在溫度高達130~C還保留濕熱性能。此樹脂流動性能良好，而且固化簡單不需后固化。M21可與單向帶和多軸織物一起使用作為適用于大型航空航天結構件的預浸料。
通常對預浸料的批評是其生產的難度。鋪層法因在層間常需壓實使得操作緩慢，這阻礙了大規模批量生產。預浸料也不大適合復雜的小半徑的3D 幾何形狀。在這方面預浸料跟SMC和BMC形成了對照，SMC和BMC因其易于制造而受到汽車工業的青睞。但SMC和BMC因其纖維短及纖維含量低而缺乏預浸料具有的高方向性機械強度。為了把SMC的制造能力和接近預浸料的性能結合起來，Hexcel開發了一種單向玻璃纖維和碳纖維預浸料的變體。憑借較長(但非連續的)纖維和不小于57％的纖維含量，Hex McTM在機械性能方面甚至優于強度高的SMC，從而被推薦用于必須批量生產的剛性、幾何形狀復雜、重量控制嚴格的產品。與在碳纖維SMC中實際大纖維束為3K或6K相比較，碳纖維變體有24K、48K 和60K 的纖維束。和標準的預浸料二樣，產品含有脫膜紙成卷包裝，并有足夠的柔韌性和粘性易于堆放和播放進壓縮模具中。
專門生產預浸料的Primco公司在管件產品方面也具有很強的能力。它有一系列基于不同的樹脂和織物的產品。和一些合伙公司一起生產復合材料管用于電信(桅桿和天線)、運動器材(釣魚桿、高爾夫球桿)和其它領域。該公司于二、三年前建立了一單向帶和織物熱熔浸漬的預浸料車間。生產線中的一條是彩色預浸料，將玻璃纖維、芳綸纖維或碳纖維和著色的工程纖維紗結合在一起，后者起到了裝飾效果，吸引了運動、休閑和汽車領域消費者的注意。
值得關注的是熱塑性預浸料的不斷增長的可能性。例如在航空航天、海上油井和基礎設施市場上活躍的Gurit Suprem (其前身是Sulzer Innotec)提供一系列用熱塑性聚合物如聚酰胺(PA)、聚酰亞胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚醚酮(PEEK)浸漬的單向帶、條板和織物。近其SUPreme商標的新增產品包括碳纖維增強PA和聚烯烴(PVDF、PP)以及以超高強碳纖維和PBO纖維為主的變體。Primco對其PfimsheetTM熱塑性預浸料的美觀和機械性能做了大肆宣傳，該材料可用于從單層厚度到幾毫米厚的板材。CytecFiberite公司用幾種熱熔工藝制造其APC族熱塑性預浸料。法國的Schappe Techniques公司生產適用于短周期壓縮模塑、氣囊模塑和隔板成型的干的熱塑性預浸料。
盡管目前預浸料市場供大于求以及因此產生的價格下降的壓力，生產商還是不斷改進其產品，在進一步擴大其商品品種和商業領域的同時，為傳統的高性能應用提供革新的新材料。
更多信息請關注復材網www.lzzz.net
