المواد سابقة التشبع Preimpregnated Materials
لقد بدأت صناعة الأشكال الابتدائية التجارية المقواة بالألياف بتشكيل الأجزاء بطريقة حقيبة التفريغ أو بطريقة التلامس باستخدام خامات مثل البولي أستر أو الإيبوكسي، حيث يتم نضج وتصلد هذه المواد عند درجة حرارة الغرفة، وكان يتم خلط كميات معينة من الراتنج مع الألياف الزجاجي الجافة، ولقد أدى هذا الترتيب إلى عدة مشكلات كان لها عدة تأثيرات على جودة المنتج النهائي وكذلك مقدرته على الخدمة، ومن بين هذه المشكلات ما يلي:
- خواص ضعيفة عند درجات الحرارة العالية.
- استخدام تركيزات غير صحيحة من المواد المعالجة مما أدى بالتالي إلى فقد القساوة والقوام الصمغي في عملية التقوية.
- استعمال نسبة خلط غير صحيحة في تكوين الألياف/ الراتنج مما يؤدي بالتالي إلى فقد وتقليل الخواص المطلوبة.
- وجود قيود وتحديدات في وقت العمل قبل تصلب مخلوط الراتنج.
- وجود قيود وتحديدات في كميات الراتنج التي يمكن استخدامها نتيجة لبعض الاحتياجات ذات الحد الأدنى للخلط في مكان العمل.
ولقد تم بالتالي توسيع نطاق العمل لتسوية المنتجات في الأفران.
إن استخدام قطع وأجزاء كثيرة من البلاستيك المقوى في صناعة الطائرات والصناعات الإلكترونية يتطلب الكثير من الاحتياجات لتحقيق أفضل الخواص التركيبية وخصوصًا عند درجات الحرارة المرتفعة. وعل سبيل المثال يستلزم صناعة القبة الهوائية الخاصة برادارات الطائرات التحكم الدقيق والمراقبة القريبة لنسبة الراتنج المستخدم، وكذلك الحال مع اللوحات الإلكترونية المصنوعة من الفينول المقوى بالألياف الزجاجية. ويمكن استخدام راتنجات أخرى مثل الإيبوكسي، رقائق السيلكون، الفينول، البولي أيميد وكذلك راتنجات البولي المزودة بمواد إعاقة النيران وكل المواد السابقة يمكن استخدامها مع النسيج أو الشرائط الغير موجهة كما هو موضح بالشكل التالي وذلك لتكوين الأشكال الابتدائية التي يتم تسويتها بالحرارة من مصدر كالفرن أو الأتوكلاف.
ويتم إنتاج الوحدات والأشكال الابتدائية بتجاوزات قريبة جدًا في نسبة الراتنج المستخدم والمواد المتطايرة. وبالإضافة لإمكانية عمليات التشكيل المتكررة، فإن لها فترة عمر يتراوح ما بين عدة أيام قليلة إلى عدة أسابيع في درجة حرارة الغرفة ويرجع ذلك إلى نوعية مادة الراتنج المستخدمة وتكويناتها. وتنضج هذه المواد عند درجة حرارة تتراوح ما بين 120-175م في ضغوط تتراوح قيمتها ما بين 345-1230 كيلو باسكال (في عملية التشكيل بالأتوكلاف). ويلاحظ أنه كلما ارتفعت درجة الحرارة المستخدمة في الأتوكلاف كلما ساعد ذلك على سرعة النضج عند استكمال التسوية في الفرن، ولكن ذلك مرتبط بعدم تجاوز درجة الحرارة 370م. ومن المواد المستخدمة في عمليات التشبع المبدأين، الزجاج، الجرافيت، وخصلات الأراميد بالإضافة إلى المنسوجات وذلك لاستخدامها في عملية غزل الخيوط لعمليات تصنيع أوعية الضغط عالية الأداء أو مراوح الطائرات الهليكوبتر.
