“預(yù)浸料”是復(fù)合材料制造領(lǐng)域的一個(gè)廣義術(shù)語，用于描述在制造過程中用完全可固化的混合樹脂系統(tǒng)預(yù)浸漬的織物。預(yù)浸料通常被認(rèn)為是先進(jìn)的復(fù)合材料制造系統(tǒng)。只需添加模具、熱量和壓力，使用預(yù)浸料織物幾乎可以消除傳統(tǒng)鋪層或真空灌注工藝中存在的工藝差異。因此，預(yù)浸料徹底改變了我們所知的復(fù)合材料制造，并且最常用于實(shí)現(xiàn)纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的高性能特征。

碳纖維、凱夫拉纖維和玻璃纖維是預(yù)浸料增強(qiáng)復(fù)合材料中最常用的織物。從歷史上看，預(yù)浸料流行的用途是航空航天和航空應(yīng)用。隨著技術(shù)的進(jìn)步，預(yù)浸料織物現(xiàn)在更加實(shí)惠，并且在汽車制造和賽車、劃船、體育用品甚至建筑等高性能應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)了額外的市場價(jià)值。

預(yù)浸料是經(jīng)過計(jì)算的增強(qiáng)織物與半固化樹脂系統(tǒng)（通常為環(huán)氧樹脂基）的組合。該基質(zhì)（預(yù)浸料的計(jì)算重量比）負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)復(fù)合層壓板的輕質(zhì)性能特征。預(yù)浸料的樹脂比例可低至 35%，這是其他鋪層方法所無法比擬的。

基本預(yù)浸料的選擇基于纖維、絲束尺寸和編織選擇等特性，所有這些特性都與傳統(tǒng)織物相似。預(yù)浸料通常具有定義的“固化層厚度”和密度，此外還提供精確的纖維與樹脂比率。添加到織物中的樹脂也起到雙重作用，使鋪層過程更加有效，因?yàn)樗鼈兙哂惺逛亴痈行У恼承浴?/p>

由于預(yù)浸料中的樹脂流動和固化方式與灌注或傳統(tǒng)鋪層方法不同，因此它們需要壓力和熱量才能固化。預(yù)浸料織物鋪層完成后，必須通過熱量和真空的組合進(jìn)行固化。這通常被稱為在烤箱或高壓釜內(nèi)進(jìn)行的固化循環(huán)。對于復(fù)雜的層壓板，高壓釜（如大型壓力鍋）提供的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過真空本身。一般環(huán)氧預(yù)浸料通常在 250°F 至 350°F 之間固化。

預(yù)浸料的優(yōu)點(diǎn)

無與倫比的機(jī)械性能：簡單來說，優(yōu)化的纖維與樹脂比率可為復(fù)合材料設(shè)計(jì)或制造提供輕重量和優(yōu)異的機(jī)械性能。預(yù)浸料正好提供這種性能。

工藝穩(wěn)健性：預(yù)浸料從層切割到脫模的加工過程更加清潔和簡單。預(yù)浸料的層切割干凈且簡單，可獲得精確的層形狀，然后可輕松鋪設(shè)到模具表面。當(dāng)您使用刷子或橡膠刮刀鋪設(shè)大型復(fù)雜表面層時(shí)，手套中不再會有粘稠的樹脂。甚至無需混合樹脂，無需擔(dān)心工作時(shí)間的精確性，無需復(fù)雜的樹脂進(jìn)料管線系統(tǒng)，也無需擔(dān)心噴膠是否會影響部件的表面光潔度。在減少工時(shí)、接觸時(shí)間和提高復(fù)合材料制造工藝效率方面，優(yōu)點(diǎn)不勝枚舉。

無與倫比的可重復(fù)性和均勻性：工藝穩(wěn)健性和一致性相結(jié)合，可有效制造可重復(fù)的高質(zhì)量部件。預(yù)浸料可減輕工藝變化，因?yàn)樗哂兄T如粘性、固化層厚度和壓實(shí)能力等優(yōu)化功能，使最復(fù)雜的層壓板更容易制作。預(yù)浸料是一致的，只需從切割的層中拉出背襯并將其放入模具中，根據(jù)需要使層與模具貼合即可。一旦鋪層完成，裝袋和固化過程就比灌注過程簡單得多。

共固化 > 二次固化：在復(fù)合材料中使用預(yù)浸料的一大優(yōu)勢在于能夠一次性共固化復(fù)合層壓板的許多方面。共固化增加了高性能能力，因?yàn)楣补袒瘜訅喊宓恼澈狭Ρ榷握澈细鼜?qiáng)。薄膜粘合劑等產(chǎn)品允許在一次固化過程中使用預(yù)浸料織物層制造芯粘合復(fù)合材料。此外，可以通過合成薄膜連接大型芯件，可以在導(dǎo)電材料的表面添加雷擊保護(hù)，并且可以使用其他薄膜粘合劑來提供更高質(zhì)量的表面光潔度。簡而言之，使用預(yù)浸料產(chǎn)品可以簡化許多真空灌注和傳統(tǒng)鋪層缺點(diǎn)。

預(yù)浸料的缺點(diǎn)

成本：當(dāng)然，預(yù)浸料的成本高于織物和樹脂。除了高性能之外，當(dāng)無與倫比的可重復(fù)性和工藝穩(wěn)健性與對要制造的部件的高需求相結(jié)合時(shí)，預(yù)浸料仍可能是最佳的經(jīng)濟(jì)選擇。在為復(fù)合材料選擇最佳方案時(shí)，應(yīng)權(quán)衡所有選項(xiàng)。

存放時(shí)間/儲存/處理/保質(zhì)期：雖然不適用于所有預(yù)浸料材料（見下文），但在使用預(yù)浸料時(shí)需要考慮預(yù)浸料的不同質(zhì)量方面，例如，當(dāng)預(yù)浸料未冷凍時(shí)，其儲存和存放時(shí)間系統(tǒng)更為復(fù)雜。儲存壽命仍然很重要，但是，在不降低產(chǎn)品性能的情況下，將其暴露在室溫環(huán)境中多長時(shí)間是預(yù)浸料系統(tǒng)的關(guān)鍵方面。這不一定是缺點(diǎn)，但必須開發(fā)一個(gè)系統(tǒng)來跟蹤預(yù)浸料的歷史，以確保對其性能和質(zhì)量的投資。

需要額外設(shè)備：一臺能夠容納卷材的冷凍機(jī)和一臺能夠達(dá)到適當(dāng)固化預(yù)浸料所需的升溫速率的受控烤箱或高壓釜系統(tǒng)是使用預(yù)浸料制造部件所需的最低限度。僅這些設(shè)備的成本和設(shè)置時(shí)間就會迅速增加。

預(yù)浸料的儲存

雖然有室溫穩(wěn)定的預(yù)浸料可用，不需要特殊的儲存需求，但大多數(shù)預(yù)浸料必須保持冷凍狀態(tài)。對于這些預(yù)浸料，當(dāng)不通過層切割或鋪層加工時(shí)，它們被儲存在 0F/-18C 或以下的冷凍機(jī)中。袋子通常密封在帶有干燥劑的防潮袋中，以防止暴露在濕氣中。預(yù)浸料必須在加工前完全解凍。最佳做法是減少從冷凍機(jī)取出的時(shí)間，因?yàn)轭A(yù)浸料確實(shí)有“取出時(shí)間”的限制，否則預(yù)固化樹脂系統(tǒng)將變干并且無法用于復(fù)合材料制造。