预浸料

制造复合材料的中间材料

预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物。

简介

预浸料是用树脂基体在严格控制的条件下浸渍连续纤维或织物，制成树脂基体与增强体的组合物，是制造复合材料的中间材料。

分类

按物理状态分类，预浸料分成单向预浸料、单向织物预浸料、织物预浸料；按树脂基体不同，预浸料分成热固性树脂预浸料和热塑性树脂预浸料；按增强材料不同，分成碳纤维(织物)预浸料、玻璃纤维(织物)预浸料、芳纶(织物)预浸料；根据纤维长度不同，分成短纤维(4176mm以下)预浸料、长纤维(1217mm)预浸料和连续纤维预浸料；按固化温度不同，分成中温固化(120℃)预浸料、高温固化(180℃)预浸料以及固化温度超过200℃的预浸料等。

预浸料原材料

1.增强材料

预浸料增强材料的主要要求：

① 对树脂的浸润性好；

② 随膜性好，以满足形状复杂制品成型的要求；

③ 满足制品的主要性能要求。

增强纤维有玻璃纤维、碳纤维及芳纶纤维等。常用的增强体形式有单向纤维、方格布、斜纹布及多轴向布等。

2.基体材料

基体树脂的主要作用：

① 将纤维定向、定位黏结成一体；

②在产品受力过程中传递应力。

一般来说，通过单一的树脂很难满足工艺性能要求，通常是采用几种树脂组合来实现工艺操作，如采用几种不同环氧树脂组合来提高常温或低温下树脂体系的粘度。酚醛型环氧树脂可提高树脂体系的反应活性和耐热性，双酚A 型环氧树脂可调节树脂体系的粘度。研究表明，适于预浸料的树脂体系最好是液体双酚A 型环氧树脂、固体双酚A 型环氧树脂与酚醛环氧树脂并用。

基体材料的选择要兼顾复合材料本身的性能要求和工艺操作要求。如中温热熔环氧树脂预浸料的基本要求是夏天不粘手，冬天不发脆。这需要调整不同组分配比，使得树脂体系软化点满足夏天为36～37℃，冬天为30～32℃，同时限制环氧树脂的固化温度。最佳温度一般为120～130℃，固化时间不超过90min。

3.固化体系

固化体系包括固化剂、促进剂、催化剂和稀释剂等。根据预浸料的使用要求，预浸料需要在室温下具备一定的贮存期，因此固化体系通常使用潜伏性固化剂，即指在常温常压下不与树脂反应，但是在特殊的温度压力下，会促进树脂发生交联固化反应。这样，有利于预浸料在常温下的贮存。该类固化剂通常为分散型固化剂，即常温下为固态，无法溶解于环氧树脂中，但加热到其熔点附近时能与环氧树脂相混溶，开始快速发生固化反应。

促进剂的主要作用是促进固化剂在树脂基体中的溶解，提高固化反应速率；增韧剂是为了降低热固性树脂基体的脆性，提高其抗冲击性能；稀释剂主要是降低树脂黏度，提高工艺性能；催化剂主要是促进树脂在固化成型阶段的反应，但在常温常压下，它也处于一种“潜伏”状态，这对预浸料的实际生产操作是很有利的。

制备方法

预浸料的制备方法有干法和湿法2种。干法又有粉末法和热熔树脂法(后者又称热熔法)之分。粉末预浸料是指树脂粉末附着于纤维上,经过部分熔化,形成树脂不连续,纤维未被树脂充分浸透的一种复合物。比较由干法预浸料和湿法预浸料制成的复合材料，一般前者外观更好，材料内树脂含量的控制精度更高一。就航空用先进复合材料而言，常表现出热熔法复合材料的湿热稳定性优于溶液法复合材料：同在沸水中煮48h，前者的力学性能(如弯曲模量与强度、层间剪切强度等)保持率，特别是高温力学性能保持率，明显高于后者的。

常用规格

预浸料的常用规格按照单位面积纤维含量有：C020、C030、C050、C075、C100、C125、C150、C175、C200等；按照树脂含量分为25%、33%、37%、40%等。

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