El preimpregnado es un material compuesto formado por fibras "preimpregnadas" y una matriz polimérica parcialmente curada , como resina epoxi o fenólica , o incluso termoplástico mezclado con gomas o resinas líquidas . [1] Las fibras a menudo adoptan la forma de un tejido y la matriz se utiliza para unirlas entre sí y con otros componentes durante la fabricación. La matriz termoestable se cura solo parcialmente para permitir un fácil manejo; este material de etapa Brequiere almacenamiento en frío para evitar el curado completo. El preimpregnado B-Stage siempre se almacena en áreas refrigeradas ya que el calor acelera la polimerización completa. Por lo tanto, las estructuras compuestas construidas con preimpregnados requerirán principalmente un horno o autoclave para curar. La idea principal detrás de un material preimpregnado es el uso de propiedades mecánicas anisotrópicas a lo largo de las fibras, mientras que la matriz polimérica brinda propiedades de relleno, manteniendo las fibras en un solo sistema.
El preimpregnado permite impregnar las fibras en una superficie plana trabajable, o más bien en un proceso industrial, y luego dar a las fibras impregnadas una forma que podría resultar problemática para el proceso de inyección en caliente. El preimpregnado también permite impregnar una gran cantidad de fibra y luego almacenarla en un área refrigerada (por debajo de 20 °C) durante un período de tiempo prolongado para curarla más tarde. El proceso también puede consumir mucho tiempo en comparación con el proceso de inyección en caliente y el valor agregado para la preparación de preimpregnados está en la etapa del proveedor del material.
Esta técnica se puede utilizar en la industria de la aviación. Como en principio, el prepreg tiene el potencial de ser procesado en lotes. A pesar de que la fibra de vidrio tiene una alta aplicabilidad en aeronaves, específicamente en motores de aeronaves pequeñas, la fibra de carbono se emplea en este tipo de industria a un ritmo mayor, y su demanda va en aumento. Por ejemplo, la caracterización del Airbus A380 se maneja por medio de una fracción de masa. Esta fracción de masa es de alrededor del 20 %, y el Airbus A350XWB de una fracción de masa de alrededor del 50 % de preimpregnados de fibra de carbono. Los preimpregnados de fibra de carbono se han utilizado en las superficies aerodinámicas de la flota de Airbus durante más de 20 años.
El uso de preimpregnados en la industria automotriz se usa en cantidades relativamente limitadas en comparación con otras técnicas como el laminado automático de cintas y la colocación automática de fibras. La razón principal detrás de esto es el costo relativamente alto de las fibras preimpregnadas, así como los compuestos utilizados en los moldes. Ejemplo de tales herramientas son BMC o SMC.
Hay muchos tipos de fibras que pueden ser excelentes candidatos para la preparación de fibras preimpregnadas. [2] Las fibras más comunes entre estos candidatos son las siguientes fibras.
Se distinguen los sistemas de matriz según su temperatura de endurecimiento y el tipo de resina. La temperatura de curado influye en gran medida en la temperatura de transición vítrea y, por tanto, en la temperatura de funcionamiento. Los aviones militares utilizan principalmente sistemas de 180 ° C.