Vznik kompozitov je ďaleko v histórii. Najčastejším umelým kompozitom bola kombinácia slamy a bahna na výrobu tehál na stavbu. Ďalším príkladom je betón, ktorý kombinuje cement a štrk. Novšie kompozitné materiály používajú polyméry ako živicu alebo matricu na držanie zmesi spolu a rôznych vlákien ako výstužného materiálu. Tieto polymérne kompozity zlepšili výkon mnohých moderných produktov.
matice
Účelom matrice je naviazať vlákna výstuže dohromady tak, aby sa napätie rozložilo v celom materiáli. Živicová matrica tiež vytvára tvrdý povrch, ktorý chráni výstužný materiál pred poškodením. Polymérne matricové materiály sú dva typy: termosety a termoplasty. Termosetová matrica je vytvorená nevratným chemickým vytvrdzovaním účinku živice na vytvorenie amorfnej zmesi. Termosety majú odolnosť voči vysokej teplote, dobrú odolnosť voči rozpúšťadlám a vysokú rozmerovú stabilitu.
Termoplasty sa vytvárajú zahriatím na teplotu procesu a formovaním produktu do požadovaného tvaru. Majú veľmi vysokú viskozitu, čo sťažuje ich tvorbu. Termoplasty majú väčšiu odolnosť voči praskaniu a poškodeniu nárazom v porovnaní s termosetovými kompozitmi.
vlákna
Úlohou spevnenia vlákien je pridať pevnosť a tuhosť kombinovanému materiálu. Vystuženie prichádza v troch formách: častice, spojité vlákno a nespojité vlákno. Včasné vystužovacie materiály boli slama, konope a sklo. V 40. rokoch 20. storočia začali výrobcovia kombinovať uhlíkové a sklenené vlákna s polymérnymi plastmi, aby vytvorili silný kompozit, ktorý by mohol byť použitý pre lietadlá.
pevnosť
Významnou výhodou polymérnych kompozitov je ich vysoký pomer pevnosti v ťahu k hmotnosti. Kompozity s polyaramidovými vláknami sú päťkrát silnejšie než oceľ na základe libry za libru. Vlákna v týchto kompozitných materiáloch môžu byť usporiadané počas výrobného procesu vo viacsmerovom vzore, ktorý sa šíri napätie v celom materiáli. Avšak tieto materiály majú nízku pevnosť v tlaku, čo znamená, že sa môžu ľahko zlomiť pri náhlych, ostrých silách. Hotový polymérny kompozit bude mať hladký povrch, čo je užitočné na zníženie aerodynamického odporu v lietadle.
pružnosť
Polymérové kompozity majú vynikajúcu odolnosť proti chemickej korózii, poškriabaniu, hrdzu a morskej vode. Tieto charakteristiky viedli k použitiu v lietadlových trupoch, častiach bicyklov, vojenských vozidlách, vlakoch a lodiach. Vzhľadom na ich odolnosť voči opotrebovaniu použili nízkorozpočtové kompozity na sedadlách, stenách a podlahách v autobusoch a metroch.
náklady
Náklady na výrobu polymérnych kompozitov a ich formovanie do užitočných výrobkov je primárnou nevýhodou. Polymérne kompozity sú vyrábané pracovným procesom známym ako usporiadanie, ktoré spomaľuje produkciu, čo znižuje náklady z hľadiska nákladov pri vysokých výrobných objemoch. Pokročilé polymérne kompozity sú rovnako drahé na výrobu. Tieto pokročilé vzorce vyžadujú drahšie vzdelávanie pre prácu a sofistikovanejšie environmentálne a zdravotné hľadiská.
Polymérové kompozity sa v priebehu rokov ďalej rozvíjali s menej nákladnými výrobnými postupmi a lepšími formuláciami s lepšou pevnosťou a odolnosťou. Keď sa vedci dozvedia viac o vzťahoch medzi živicami a výstužnými materiálmi, aplikácie polymérnych kompozitov budú naďalej používať v každodenných výrobkoch. Silnejšie a ľahšie kompozity nájdu cestu k hospodárnejšiemu použitiu v doprave, lodiach a iných produktoch, ktoré predtým neboli považované za možné.
