Comprendre les bases des Prepegs

Les matériaux composites préimprégnés sont de plus en plus courants dans l'industrie des composites en raison de leur facilité d'utilisation, de leurs propriétés constantes et de leur finition de surface de haute qualité. Cependant, il y a beaucoup à comprendre sur les préimprégnés avant de vous engager à utiliser ce matériel.

Le terme "préimprégné" est en fait une abréviation de l'expression préimprégnée. Un préimprégné est un renfort en FRP préimprégné d'une résine. Le plus souvent, la résine est un une résine époxy, cependant, d'autres types de résines peuvent être utilisés, y compris la majorité des résines thermodurcissables et thermoplastiques. Bien que les deux soient techniquement préimprégnés, les préimprégnés thermodurcis et thermoplastiques sont radicalement différents.

Les préimprégnés thermoplastiques sont des renforts composites (fibre de verre, fibre de carbone, aramide, etc.) qui sont pré-imprégnés de résine thermoplastique. Les résines courantes pour les préimprégnés thermoplastiques comprennent le PP, le PET, le PE, le PPS et le PEEK. Les préimprégnés thermoplastiques peuvent être fournis en ruban unidirectionnel ou en tissus tissés ou cousus.

La principale différence entre le préimprégné thermoplastique et thermoplastique est que les préimprégnés thermoplastiques sont stables à température ambiante et n'ont généralement pas de durée de conservation. Ceci est le résultat direct de la différences entre les résines thermodurcissables et thermoplastiques.

Les préimprégnés thermodurcis sont plus couramment utilisés dans la fabrication de composites préimprégnés. La matrice de résine primaire utilisée est l'époxy. D'autres résines thermodurcissables sont transformées en préimprégnés, notamment l'IMC et les résines phénoliques.

Avec un préimprégné thermodurcissable, la résine thermodurcissable démarre sous forme liquide et imprègne entièrement le renfort fibreux. L'excès de résine est éliminé avec précision du renfort. Pendant ce temps, la résine époxy subit un durcissement partiel, changeant l'état de la résine d'un liquide à un solide. Ceci est connu comme le "stade B".

Au stade B, la résine est partiellement durcie et généralement collante. Lorsque la résine est portée à une température élevée, elle revient souvent brièvement à l'état liquide avant de durcir complètement. Une fois durcie, la résine thermodurcissable qui était au stade b est maintenant entièrement réticulée.

Le plus grand avantage de l'utilisation des préimprégnés est peut-être leur facilité d'utilisation. Par exemple, supposons que l'on s'intéresse à la fabrication d'un écran plat en fibre de carbone et en résine époxy. S'ils devaient utiliser de la résine liquide dans un processus de moulage fermé ou ouvert, ils seraient tenus d'obtenir un tissu, la résine époxy et le durcisseur pour l'époxy. La plupart des durcisseurs époxy sont considérés comme dangereux et le traitement des résines à l'état liquide peut être compliqué.

Avec un préimprégné époxy, un seul article doit être commandé. Un préimprégné d'époxy vient sur un rouleau et contient la quantité souhaitée de résine et de durcisseur déjà imprégnée dans le tissu.

La plupart des préimprégnés thermodurcis sont livrés avec un film de support des deux côtés du tissu pour le protéger pendant le transport et les préparations. Le préimprégné est ensuite découpé à la forme souhaitée, le support est décollé et le préimprégné est ensuite déposé dans le moule ou l'outil. La chaleur et la pression sont ensuite appliquées pendant la durée spécifiée. Certains des types de préimprégnés les plus courants prennent une heure à durcir, à environ 250 degrés F, mais différents systèmes sont disponibles à des températures et des durées de durcissement inférieures et supérieures.

• Durée de conservation: L'époxy étant au stade B, il doit être conservé au réfrigérateur ou congelé avant utilisation. De plus, la durée de conservation globale peut être faible.
• Coût prohibitif: Lors de la fabrication de composites par un processus tel que la pultrusion ou l'infusion sous vide, la fibre brute et la résine sont combinées sur site. Lors de l'utilisation de préimprégnés, la matière première doit d'abord être préimprégnée. Cela se fait le plus souvent hors site dans une entreprise spécialisée qui se concentre sur les préimprégnés. Cette étape supplémentaire dans la chaîne de fabrication peut augmenter le coût et, dans certains cas, presque doubler le coût du matériau.