Что такое препреги и для чего они нужны?

Препреги (prepregs, от “pre-impregnated”) — это листовые (рулонные) композитные полуфабрикаты, с основой из волокнистого материала, пропитанную полимерным связующим. Использование препрегов для создания изделий из композитных материалов обычно является разумным компромиссом между механическими качествами изделия и трудоемкостью в условиях мелкосерийного производства.

Полимерное связующее в составе препрегов является частично отвердевшим, что обеспечивает механическую связь с волокнистой основой без потери пластичности листа препрега. Наличие термореактивных связующих позволяет использовать высокую температуру для фиксации формы изделия. Тем не менее, процесс отверждения связующего идёт, хотя и  с меньшей скоростью, при комнатной температуре, поэтому длительное хранение препрега требует морозильной камеры. Ненадлежащие условия хранения или транспортировки препрега могут отрицательно сказаться на его качестве.
В зависимости от задач подбирается волокнистый материал и связующее ( по  параметрам прочности, температуры, вязкости и т.д).


Углеродные пластики
Углепластиковые препреги = это композиты, армированные углеродными волокнами.  В качестве связующего они имеют эпоксидную смолу, пропитывает углеродные волокна (углеволокно). Углеволокно представляет собой тонкие нити из атомов углерода, объединенных в кристалл толщиной 5-10 мкм. Углеволокно имеет высокую теплостойкость, большую прочность на растяжение, оно химически инертно.
Углепластики на основе углеволокна прочны, хорошо держат форму, но хрупки. Углепластики используются при разных температурах (вплоть до 2000 по Цельсию)
Углепластики широко используются в промышленности для производства лёгких, но прочных деталей, заменяя собой различные металлы. Спектр применения углепластиков очень широк: от частей ракетного двигателя до деталей корпуса автомобиля. Также углепластиковые препреги прекрасно подходят для производства спортивного инвентаря и бытовой и компьютерной техники. Они незаменимы при создании современных железобетонных конструкций, необходимы в самолетостроении, судостроении.

  Кевлар (кевларовое волокно)
Кевлар – это название торговой марки полимерного материала (KEVLAR), разработанного американскими технологами лаборатории DuPont в 1964 году.
Кевлар это высокопрочное искусственное волокно.
Кевлар очень легок, но по прочности не уступает металлу.
Кевлар сохраняет стойкость при низких температурах (- 196 по Цельсию). При нагреве кевлар быстро теряет свои свойства, уменьшается его прочность на разрыв.  При нагреве до 480 по Цельсию он разлагается на мономеры.
Кевлар химически стабилен, устойчив к коррозии.
На рынок кевлар поступает в виде нитей, пряжи, ровинга (волокно из скрученных нитей) или тканей.
Кевлар также можно использовать как волоконный наполнитель для создания композитных материалов. Связующим является эпоксидная смола.  Композиты на основе кевлара очень прочны и легки.
Однако чаще он используется в виде кевларовой ткани, состоящей из высокопрочных пара-арамидных волокон (синтетического полиамида).  Волокна синтезируются методом конденсации в растворе, после чего полимерный материал опять растворяют в кислоте и структурирую в нити методом экструзии (экструзия - продавливание через фильеры — специальные формы (колпачки) с упорядоченными мельчайшими отверстиями).
Фильеры разделяют поток жидкого вещества на отдельные струи, которые затем отвердевают в волокна и далее волокна объединяются в нити. Фильеры изготавливают из металлов (никель, тантал)
Кевлар широко применяется в самых разных областях промышленности, существуют разные торговые марки кевлара для разных целей (авиационная, автомобильная, судостроительная промышленность).
Кевларовое волокно входит как армирующий компонент в смешанные ткани, придавая им стойкость по отношению к режущим и продавливающим воздействиям. Из кевларовых тканей изготавливают перчатки и другие защитные детали одежды для травматичных видов спорта и производства (мотоспорт, автомастерские)

Механические свойства многослойного кевларового волокна (текстолит) используют при изготовлении бронежилетов, защитных шлемов. Многослойный кевлар хорошо амортизирует, обладает противопульной и противоосколочной стойкостью и ценится как материал для изготовления защитного обмундирования полиции и военных.
Качество кевлара ухудшается под действием ультрафиолета и воды, поэтому при создании бронежилетов и других защитных деталей обмундирования поверх кевларового многослойного волокна используют покрытие из водостойкой ткани.
Кевлар не очень хорош при режущих ударах. Для защиты от ножевой атаки кевлар сочетают с металлическими или керамическими пластинами.

Кевлар по праву признан одним из самых прочных и высокотехнологичных материалов современности.