預浸料

預浸料是用樹脂基體在嚴格控制的條件下浸漬連續纖維或織物，製成樹脂基體與增強體的組合物，是製造複合材料的中間材料 ^[1]  。

按物理狀態分類，預浸料分成單向預浸料、單向織物預浸料、織物預浸料；按樹脂基體不同，預浸料分成熱固性樹脂預浸料和熱塑性樹脂預浸料；按增強材料不同，分成碳纖維(織物)預浸料、玻璃纖維(織物)預浸料、芳綸(織物)預浸料；根據纖維長度不同，分成短纖維(4176mm以下)預浸料、長纖維(1217mm)預浸料和連續纖維預浸料；按固化温度不同，分成中温固化(120℃)預浸料、高温固化(180℃)預浸料以及固化温度超過200℃的預浸料等。

 1.增強材料  

預浸料增強材料的主要要求：

① 對樹脂的浸潤性好； 

② 隨膜性好，以滿足形狀複雜製品成型的要求；

③ 滿足製品的主要性能要求。 

增強纖維有玻璃纖維、碳纖維及芳綸纖維等。常用的增強體形式有單向纖維、方格布、斜紋布及多軸向布等。  

2.基體材料  

基體樹脂的主要作用： 

① 將纖維定向、定位黏結成一體；  

②在產品受力過程中傳遞應力。

一般來説，通過單一的樹脂很難滿足工藝性能要求，通常是採用幾種樹脂組合來實現工藝操作，如採用幾種不同環氧樹脂組合來提高常温或低温下樹脂體系的粘度。酚醛型環氧樹脂可提高樹脂體系的反應活性和耐熱性，雙酚A 型環氧樹脂可調節樹脂體系的粘度。研究表明，適於預浸料的樹脂體系最好是液體雙酚A 型環氧樹脂、固體雙酚A 型環氧樹脂與酚醛環氧樹脂並用。  

基體材料的選擇要兼顧複合材料本身的性能要求和工藝操作要求。如中温熱熔環氧樹脂預浸料的基本要求是夏天不粘手，冬天不發脆。這需要調整不同組分配比，使得樹脂體系軟化點滿足夏天為36～37℃，冬天為30～32℃，同時限制環氧樹脂的固化温度。最佳温度一般為120～130℃，固化時間不超過90min。  

3.固化體系  

固化體系包括固化劑、促進劑、催化劑和稀釋劑等。 根據預浸料的使用要求，預浸料需要在室温下具備一定的貯存期，因此固化體系通常使用潛伏性固化劑，即指在常温常壓下不與樹脂反應，但是在特殊的温度壓力下，會促進樹脂發生交聯固化反應。這樣，有利於預浸料在常温下的貯存。該類固化劑通常為分散型固化劑，即常温下為固態，無法溶解於環氧樹脂中，但加熱到其熔點附近時能與環氧樹脂相混溶，開始快速發生固化反應。 

促進劑的主要作用是促進固化劑在樹脂基體中的溶解，提高固化反應速率；增韌劑是為了降低熱固性樹脂基體的脆性，提高其抗衝擊性能；稀釋劑主要是降低樹脂黏度，提高工藝性能；催化劑主要是促進樹脂在固化成型階段的反應，但在常温常壓下，它也處於一種“潛伏”狀態，這對預浸料的實際生產操作是很有利的 ^[2]  。

預浸料的製備方法有幹法和濕法2種。幹法又有粉末法和熱熔樹脂法(後者又稱熱熔法)之分。粉末預浸料是指樹脂粉末附着於纖維上,經過部分熔化,形成樹脂不連續,纖維未被樹脂充分浸透的一種複合物。比較由幹法預浸料和濕法預浸料製成的複合材料，一般前者外觀更好，材料內樹脂含量的控制精度更高一 。就航空用先進複合材料而言，常表現出熱熔法複合材料的濕熱穩定性優於溶液法複合材料：同在沸水中煮48h，前者的力學性能(如彎曲模量與強度、層間剪切強度等)保持率，特別是高温力學性能保持率，明顯高於後者的。

預浸料的常用規格按照單位面積纖維含量有：C020、C030、C050、C075、C100、C125、C150、C175、C200等；按照樹脂含量分為25%、33%、37%、40%等。