Originea compozitelor merge mult înapoi în istorie. Cel mai obișnuit compozit făcut de om a fost combinația de paie și noroi pentru a face cărămizi pentru construcții. Un alt exemplu este betonul, care combină cimentul și pietrișul. Compozitele mai recente utilizează polimeri ca rășină sau matrice pentru a menține amestecul împreună și diferite fibre ca material de armare. Aceste compozite polimerice au îmbunătățit performanța multor produse moderne.
Matrice
Scopul matricei este de a lega fibrele armăturii împreună, astfel încât eforturile să fie distribuite pe tot materialul. Matricea rășinii formează, de asemenea, o suprafață tare care protejează materialul de armare împotriva deteriorării. Materialele cu matrice de polimer sunt două tipuri: termorezistente și termoplastice. O matrice termosetată este creată printr-o acțiune ireversibilă de întărire chimică a unei rășini pentru a forma un amestec amorf. Termostatele au o rezistență la temperaturi ridicate, o bună rezistență la solvenți și o stabilitate dimensională mare.
Termoplastele sunt formate prin încălzirea la temperatura procesului și formarea produsului în forma dorită. Ei au o vâscozitate foarte mare, făcându-i mai greu să producă. Termoplasturile au mai multă rezistență la fisuri și la deteriorări la impact în comparație cu compozitele termoizolante.
Heliu
Rolul armării cu fibre este de a adăuga rezistență și rigiditate materialului combinat. Armarea are trei forme: particule, fibre continue și fibre discontinue. Materialele de armare timpurii erau paie, cânepă și sticlă. În anii 1940, producătorii au început să combine fibrele de carbon și fibră de sticlă cu materiale plastice polimerice pentru a crea un compozit puternic care ar putea fi folosit pentru corpurile de aeronave.
Putere
Un avantaj semnificativ al compozitelor polimerice este raportul lor ridicat de rezistență la greutate. Compozitele cu fibre de poliaramidă sunt de cinci ori mai puternice decât oțelul pe bază de kilogram de pound. Fibrele din aceste compozite pot fi aranjate în timpul procesului de fabricație într-un model multi-direcțional care se întinde pe toată suprafața materialului. Cu toate acestea, aceste materiale au o rezistență scăzută la compresiune, ceea ce înseamnă că se pot rupe cu ușurință sub forțe bruște și ascuțite. Un compozit de polimer finit va avea o suprafață netedă, ceea ce face utilă reducerea rezistenței aerodinamice în aeronave.
elasticitate
Compozitele de polimeri au o rezistență excelentă la coroziunea chimică, zgârierea, rugina și apa de mare. Aceste caracteristici au condus la aplicații în corpurile de aeronave, piese de biciclete, vehicule militare, trenuri și bărci. Datorită durabilității lor la uzură, compozitele cu costuri reduse au găsit utilizări în scaune, pereți și podele în autobuze și metrou.
Cheltuieli
Costul de realizare a compozitelor polimerice și formarea lor în produse utile este dezavantajul principal. Compozitele de polimeri sunt fabricate printr-un proces laborios, cunoscut sub numele de lay-up, care încetinește ritmul de producție, făcând produsele mai puțin rentabile pentru volume mari de producție. Compozitele de polimeri avansați sunt, de asemenea, costisitoare pentru fabricare. Aceste formule avansate necesită instruire mai costisitoare pentru muncă și considerații sofisticate de mediu și de sănătate.
Compozitele de polimeri au continuat să se dezvolte de-a lungul anilor cu procese de fabricație mai puțin costisitoare și cu formulări mai bune cu caracteristici de rezistență și durabilitate mai bune. Pe măsură ce oamenii de știință află mai multe despre relațiile dintre rășini și materialele de armare, aplicațiile compozitelor polimerice vor continua să găsească mai multe utilizări în produsele de zi cu zi. Componentele mai puternice și mai ușoare își vor găsi drumul spre utilizări mai economice în transporturi, bărci și alte produse care nu au fost considerate anterior posibile.
