Materials de reforç
Els requisits principals dels materials de reforç utilitzats en els preimpregnats són:
Bona humectabilitat amb la resina;
Bona conformabilitat (drapatabilitat), per satisfer els requisits d'emmotllament de productes amb geometries complexes;
La capacitat de satisfer els requisits clau de rendiment del producte final.
Les fibres de reforç inclouen fibres de vidre, fibres de carboni, fibres d'aramida i altres. Les formes habituals d'estructures de reforç inclouen fibres unidireccionals, teixits de teixit lli, teixits de sarja i teixits multiaxials.
Materials de matriu
Les funcions principals de la resina matricial són:
Orientar, posicionar i unir les fibres juntes en una unitat cohesionada;
Per transferir tensions a tot el producte quan està sotmès a càrregues mecàniques.
En general, és difícil que una sola resina compleixi tots els requisits de rendiment-relacionats amb el procés; per tant, normalment s'utilitza una combinació de diverses resines per facilitar les operacions de processament-per exemple, combinant diferents tipus de resines epoxi per ajustar la viscositat del sistema de resines a temperatures ambient o baixes. Les resines epoxídiques de tipus-fenòlics poden millorar la reactivitat i l'estabilitat tèrmica del sistema de resines, mentre que les resines epoxi de tipus Bisfenol A- es poden utilitzar per regular la seva viscositat. La investigació indica que el sistema de resina òptim per a aplicacions de preimpregnat implica una barreja sinèrgica de resina epoxi líquida de tipus Bisfenol A-, resina epoxi de tipus Bisfenol A- sòlida i resina epoxi fenòlica.
La selecció de materials de matriu ha d'aconseguir un equilibri entre els requisits de rendiment del propi material compost i les exigències del procés de fabricació. Per exemple, un requisit fonamental per als preimpregnats epoxi de fusió calenta-mitjana- és que no siguin-adherents al tacte durant els mesos d'estiu i no es tornin trencadissos durant l'hivern. Això requereix ajustar les proporcions dels diferents components dins del sistema de resina per assegurar-se que el seu punt de suavització es troba en el rang de 36-37 graus a l'estiu i 30-32 graus a l'hivern, alhora que es controla la temperatura de curat de la resina epoxi. La temperatura de curat òptima normalment oscil·la entre els 120 i els 130 graus, amb un temps de curat que no supera els 90 minuts.
Sistema de curat
El sistema de curat inclou agents de curat, acceleradors, catalitzadors i diluents, entre altres components. Tenint en compte els requisits d'aplicació dels preimpregnats-específicament la necessitat que tinguin una certa vida útil a temperatura ambient-, el sistema de curat normalment utilitza agents de curat latents. Aquests agents no reaccionen amb la resina en condicions estàndard de temperatura i pressió; tanmateix, quan se sotmeten a temperatures i pressions elevades específiques, catalitzen l'enllaç-creuat i el curat de la resina. Aquest mecanisme facilita l'emmagatzematge estable de preimpregnats a temperatura ambient. Aquests agents de curació són típicament del tipus dispers; és a dir, existeixen com a sòlids a temperatura ambient i romanen insolubles dins de la matriu de resina epoxi. Tanmateix, en escalfar-se a temperatures properes als seus punts de fusió, es tornen miscibles amb la resina epoxi, iniciant així una reacció de curació ràpida.
La funció principal dels acceleradors és facilitar la dissolució de l'agent de curat dins de la matriu de resina i augmentar la velocitat de la reacció de curat. S'incorporen agents enduridors per mitigar la fragilitat inherent de la matriu de resina termoestables i millorar la seva resistència a l'impacte. Els diluents serveixen principalment per reduir la viscositat de la resina, millorant així la seva processabilitat. Els catalitzadors s'utilitzen principalment per accelerar la reacció de la resina durant la fase de curat i modelat; tanmateix, en condicions estàndard de temperatura i pressió, també es mantenen en un estat "latent"-una característica que resulta molt avantatjosa per a les operacions pràctiques de fabricació que impliquen preimpregnats.
