Forsterkende materialer
De primære kravene til armeringsmaterialer som brukes i prepregs er:
God fuktbarhet med harpiksen;
God tilpasningsevne (draperbarhet), for å møte støpekravene for produkter med komplekse geometrier;
Evnen til å tilfredsstille nøkkelytelseskravene til sluttproduktet.
Forsterkende fibre inkluderer glassfibre, karbonfibre, aramidfibre og andre. Vanlige former for forsterkningsstrukturer inkluderer ensrettede fibre, glatte vevde stoffer, twillvevde stoffer og multiaksiale stoffer.
Matrise materialer
De primære funksjonene til matriseharpiksen er:
For å orientere, plassere og binde fibrene sammen til en sammenhengende enhet;
For å overføre stress gjennom hele produktet når det utsettes for mekaniske belastninger.
Generelt er det vanskelig for en enkelt harpiks å tilfredsstille alle prosessrelaterte ytelseskrav. derfor brukes en kombinasjon av flere harpikser vanligvis for å lette prosesseringsoperasjoner-for eksempel ved å kombinere forskjellige typer epoksyharpikser for å justere viskositeten til harpikssystemet ved omgivelsestemperaturer eller lave temperaturer. Epoksyharpikser av fenoltype- kan forbedre reaktiviteten og termisk stabilitet til harpikssystemet, mens epoksyharpikser av typen Bisfenol A- kan brukes til å regulere viskositeten. Forskning indikerer at det optimale harpikssystemet for prepreg-applikasjoner involverer en synergistisk blanding av flytende bisfenol A --type epoksyharpiks, fast Bisfenol A --type epoksyharpiks og fenolisk epoksyharpiks.
Valget av matrisematerialer må finne en balanse mellom ytelseskravene til selve komposittmaterialet og kravene til produksjonsprosessen. For eksempel er et grunnleggende krav for middels-temperaturvarme-smeltende epoksyprepreg at de forblir ikke-klebrige å ta på i sommermånedene og ikke blir sprø om vinteren. Dette nødvendiggjør justering av proporsjonene til de ulike komponentene i harpikssystemet for å sikre at mykningspunktet faller innenfor området 36–37 grader om sommeren og 30–32 grader om vinteren, samtidig som det kontrolleres herdetemperaturen til epoksyharpiksen. Den optimale herdetemperaturen varierer vanligvis fra 120 grader til 130 grader, med en herdetid som ikke overstiger 90 minutter.
Herdesystem
Herdesystemet omfatter blant annet herdemidler, akseleratorer, katalysatorer og fortynningsmidler. Gitt applikasjonskravene for prepregs-spesifikt behovet for at de skal ha en viss holdbarhet ved romtemperatur-bruker herdesystemet vanligvis latente herdemidler. Disse midlene reagerer ikke med harpiksen under standard temperatur- og trykkforhold; men når de utsettes for spesifikke forhøyede temperaturer og trykk, katalyserer de kryss-forbindelsen og herdingen av harpiksen. Denne mekanismen letter stabil lagring av prepregs ved omgivelsestemperaturer. Slike herdemidler er typisk av den dispergerte typen; det vil si at de eksisterer som faste stoffer ved romtemperatur og forblir uløselige i epoksyharpiksmatrisen. Etter å ha blitt oppvarmet til temperaturer som nærmer seg smeltepunktene, blir de imidlertid blandbare med epoksyharpiksen, og initierer derved en hurtig herdereaksjon.
Den primære funksjonen til akseleratorer er å lette oppløsningen av herdemidlet i harpiksmatrisen og å øke hastigheten på herdereaksjonen. Herdemidler er inkorporert for å dempe den iboende sprøheten til den termoherdende harpiksmatrisen og for å øke slagfastheten. Fortynningsmidler tjener først og fremst til å redusere viskositeten til harpiksen, og derved forbedre dens bearbeidbarhet. Katalysatorer brukes hovedsakelig for å akselerere harpiksens reaksjon under herde- og støpefasen; men under standard temperatur- og trykkforhold forblir de også i en "latent" tilstand-en egenskap som viser seg å være svært fordelaktig for praktiske produksjonsoperasjoner som involverer prepregs.
