Koolstofvezelprepreg is een belangrijk tussenproduct van composietmaterialen, dat is samengesteld uit matrixharsen (zoals epoxy, fenolhars, bismaleïmide, enz.) en versterkende vezels (zoals koolstofvezel, glasvezel, aramidevezel, basaltvezel, enz.).

Materiaalsamenstelling en voordelen van koolstofvezelprepreg

Koolstofvezelprepreg bestaat hoofdzakelijk uit versterkende materialen (koolstofvezelgaren, epoxyhars) en lossingspapier, en wordt verwerkt via processen zoals coaten, warmpersen, koelen, lamineren en oprollen. De voordelen zijn onder andere:

1. Goede mechanische eigenschappen: De sterkte van koolstofvezel kan 6 tot 12 keer zo groot zijn als die van staal, terwijl de dichtheid minder dan een kwart van die van staal bedraagt.

2. Weinig productdefecten: Prepreg kan defecten in het productieproces verminderen.

3. Nauwkeurige controle van het vezelvolumegehalte: Zorgt voor consistente productprestaties.

4. Constante prestaties en verwerkingseigenschappen: Geschikt voor grootschalige productie.

5. Optimale verhouding tussen prestatie en gewicht: combineert hoge sterkte met een laag gewicht.

Classificatie van koolstofvezelprepreg

1. Unidirectioneel prepreg (UD): De vezels zijn in één richting gerangschikt en zijn geschikt voor toepassingen die een hoge sterkte en stijfheid vereisen.

   ■ 12K: 50~400 g/m²

   ■ 16K: 75~560 g/m²

   ■ 24K: 75~400 g/m²

   ■ 48K of 50K: 150~600 g/m²

2. Prepreg-stof: Omvat platbinding, keperbinding en niet-gekrompen stof (multiaxiale stof).

   ■ Effen weefsel: Slechte prestaties bij bestrating, hoge vezelbuiging.

   ■ Keperstof: Gemiddelde prestaties bij het bestraten, gemiddelde vezelbuigsterkte.

   ■ Niet-gekruld weefsel: Gemiddelde bestratingsprestaties, geen vezelbuiging.

Bereidingsproces van koolstofvezelprepreg

1. Proces op basis van oplosmiddelen: Geschikt voor de bereiding van textielprepreg.

2. Tweestaps thermohardend prepreg-proces: Omvat de voorbereiding van de harsfilm en het impregneringsproces, wat het meest gebruikte proces is.

   ■ Voorbereiding van de harsfilm: PE-folie, harscoating, roller, harsfilm, lossingspapier

   ■ Impregnering: Smeltmethode

3. Proces in één stap: Hoge productie-efficiëntie, gemakkelijke en betrouwbare bediening, maar groot materiaalverlies en hoog energieverbruik.

Toepassing van koolstofvezelprepreg

1. Vacuümzak-uithardingsproces bij hoge temperatuur: Toegepast in de lucht- en ruimtevaart, windenergie, scheepsbouw, automobielindustrie, interieuronderdelen voor spoorwegtransport, enz.

2. Autoclaafproces: Gebruikt voor hoogwaardige composietproducten en constructieonderdelen.

3. Prepreg-vormproces (PCM-proces): Geschikt voor de productie van producten met complexe vormen.

4. Prepreg-tapewikkelproces/bewerkingsproces voor voorgeïmpregneerd garen: Toegepast op vishengels, golfclubs, skistokken, drukvaten voor pijpleidingen, enz.

Processelectie

Bij de keuze van productieprocessen moet rekening worden gehouden met de productcategorie en de eisen van de klant ten aanzien van kwaliteit en kosten. Concreet:

1. Vacuümzak-uithardingsproces bij hoge temperatuur: Geschikt voor producten die lichtgewicht, hoge sterkte en hoge prestaties vereisen, zoals in de lucht- en ruimtevaart en de windenergiesector.

2. Autoclaafproces: Geschikt voor de productie van hoogwaardige composietproducten en constructieonderdelen, die een betere maatnauwkeurigheid en oppervlaktekwaliteit bieden.

3. Prepreg-vormproces (PCM-proces): Geschikt voor grootschalige productie van producten met complexe vormen, met een hoge productie-efficiëntie en lage kosten.

4. Prepreg-tapewikkelproces/bewerkingsproces voor voorgeïmpregneerd garen: Geschikt voor de productie van lange stroken of buisvormige producten, zoals vishengels, golfclubs en drukvaten voor pijpleidingen.

Uit bovenstaande inleiding blijkt dat koolstofvezelprepreg een breed scala aan toepassingen heeft op het gebied van composietmaterialen. De uitstekende prestaties en de diverse bereidingsprocessen maken het tot een onmisbaar materiaal in de moderne industrie.