Армуючі матеріали
Основні вимоги до армуючих матеріалів, які використовуються в препрегах, такі:
Хороша змочуваність смолою;
Хороша пристосованість (драпірування), щоб відповідати вимогам формування для виробів зі складною геометрією;
Здатність задовольнити ключові вимоги продуктивності кінцевого продукту.
До армуючих волокон належать скловолокна, вуглецеві волокна, арамідні волокна та ін. Звичайні форми армуючих структур включають односпрямовані волокна, тканини полотняного переплетення, тканини саржевого переплетення та багатоосьові тканини.
Матричні матеріали
Основні функції матричної смоли:
Орієнтувати, розміщувати та з’єднувати волокна в єдине ціле;
Для передачі напруги по всьому виробу, коли він піддається механічним навантаженням.
Як правило, одній смолі важко задовольнити всі -вимоги щодо ефективності процесу; тому комбінація кількох смол зазвичай використовується для полегшення операцій обробки-наприклад, поєднання різних типів епоксидних смол для регулювання в’язкості системи смол за температури навколишнього середовища або низьких температур. Епоксидні смоли фенольного-типу можуть підвищити реакційну здатність і термічну стабільність системи смол, тоді як епоксидні смоли типу бісфенол А-можна використовувати для регулювання її в’язкості. Дослідження показують, що оптимальна система смол для препрегів передбачає синергетичну суміш рідкої епоксидної смоли типу бісфенол А-, твердої епоксидної смоли типу бісфенол А- та фенольної епоксидної смоли.
Вибір матричних матеріалів повинен досягати балансу між вимогами до продуктивності самого композитного матеріалу та вимогами виробничого процесу. Наприклад, основна вимога до середньо{1}}температурних гарячих{2}}препрегів епоксидної смоли полягає в тому, щоб вони залишалися не-липкими на дотик протягом літніх місяців і не ставали крихкими взимку. Це вимагає регулювання пропорцій різних компонентів у системі смоли, щоб забезпечити, щоб її температура розм’якшення знаходилася в діапазоні 36–37 градусів влітку та 30–32 градусів взимку, одночасно контролюючи температуру затвердіння епоксидної смоли. Оптимальна температура затвердіння зазвичай коливається від 120 градусів до 130 градусів, час затвердіння не перевищує 90 хвилин.
Система затвердіння
Система затвердіння включає затверджувачі, прискорювачі, каталізатори та розріджувачі, серед інших компонентів. Враховуючи вимоги щодо застосування препрегів-зокрема потребу в тому, щоб вони мали певний термін зберігання при кімнатній температурі-система затвердіння зазвичай використовує латентні затверджувачі. Ці агенти не реагують зі смолою за стандартних умов температури та тиску; однак, піддаючись певним підвищеним температурам і тиску, вони каталізують перехресне-зшивання та затвердіння смоли. Цей механізм сприяє стабільному зберіганню препрегів при кімнатній температурі. Такі затверджувачі зазвичай є дисперсними; тобто вони існують у вигляді твердих речовин при кімнатній температурі та залишаються нерозчинними в матриці епоксидної смоли. Однак після нагрівання до температур, що наближаються до точки плавлення, вони змішуються з епоксидною смолою, тим самим ініціюючи швидку реакцію затвердіння.
Основною функцією прискорювачів є сприяння розчиненню затверджувача в полімерній матриці та збільшення швидкості реакції затвердіння. Зміцнюючі агенти включені для пом’якшення внутрішньої крихкості матриці термореактивної смоли та підвищення її ударостійкості. Розріджувачі служать головним чином для зниження в'язкості смоли, тим самим покращуючи її технологічність. Каталізатори в основному використовуються для прискорення реакції смоли під час фази затвердіння та формування; однак за стандартних умов температури та тиску вони також залишаються в «латентному» стані-характеристика, яка виявляється дуже вигідною для практичних виробничих операцій із застосуванням препрегів.
