Kompozitlerin kökeni tarihte çok eskilere dayanıyor. İnsan yapımı en yaygın bileşik inşaat için tuğla yapmak için saman ve çamur kombinasyonuydu. Diğer bir örnek ise çimento ve çakıl birleştiren betondur. Daha yeni olan kompozitler, karışımı bir arada tutmak için reçine veya matris olarak polimerleri ve takviye malzemesi olarak çeşitli elyafları kullanır. Bu polimer kompozitleri, günümüzdeki pek çok ürünün performansını arttırmıştır.
Matris
Matrisin amacı, takviye liflerini birbirine bağlamak ve böylece gerilmelerin malzeme boyunca dağılmasını sağlamaktır. Reçine matrisi ayrıca, takviye malzemesini hasardan koruyan sert bir yüzey oluşturur. Polimer matris malzemeleri iki türdür: termosetler ve termoplastikler. Bir termoset matris, bir reçinenin, şekilsiz bir karışım oluşturmak üzere geri dönüşümsüz kimyasal-kürleme etkisi ile oluşturulur. Termosetler yüksek sıcaklık direncine, solventlere karşı iyi dirence ve yüksek boyutsal stabiliteye sahiptir.
Termoplastikler işlem sıcaklığına ısıtılarak ve ürünü istenen şekilde oluşturarak oluşturulur. Çok yüksek viskoziteye sahipler, bu da üretimlerini zorlaştırıyor. Termoplastikler, termoset kompozitlere kıyasla çatlama ve darbelerden kaynaklanan hasara karşı daha fazla dirence sahiptir.
Lifler
Lif takviyesinin rolü, birleştirilmiş malzemeye kuvvet ve sertlik kazandırmaktır. Takviye üç şekilde gelir: parçacıklar, sürekli elyaf ve süreksiz elyaf. Erken donatı malzemeleri saman, kenevir ve camdı. 1940'larda üreticiler, uçak gövdelerinde kullanılabilecek güçlü bir kompozit yapmak için karbon ve cam elyaflarını polimer plastiklerle birleştirmeye başladı.
kuvvet
Polimer kompozitlerin önemli bir avantajı, yüksek çekme mukavemeti / ağırlık oranıdır. Poliamid elyaflı kompozitler, pound bazında çelikten beş kat daha güçlüdür. Bu kompozitlerdeki elyaflar, üretim prosesi sırasında malzeme boyunca gerilimleri yayan çok yönlü bir düzende düzenlenebilir. Bununla birlikte, bu malzemeler düşük basınç dayanımına sahiptir, yani ani ve keskin kuvvetlerde kolayca kırılabilirler. Tamamlanmış bir polimer kompozit, pürüzsüz bir yüzeye sahip olacak ve böylece uçaktaki aerodinamik sürüklenmeyi azaltmaya yardımcı olacaktır.
Esneklik
Polimer kompozitler kimyasal korozyon, çizilme, pas ve deniz suyuna karşı mükemmel direnç gösterir. Bu özellikler uçak gövdelerinde, bisiklet parçalarında, askeri araçlarda, trenlerde ve teknelerde uygulamalara yol açmıştır. Aşınmaya dayanıklılıkları nedeniyle, düşük maliyetli kompozitler otobüslerde ve metrolarda koltuklarda, duvarlarda ve zeminlerde kullanım bulmuşlardır.
Maliyetler
Polimer kompozit yapmanın ve bunları yararlı ürün haline getirmenin maliyeti birincil dezavantajdır. Polimer kompozitler, üretim hızını yavaşlatan, yüksek üretim hacimleri için ürünleri daha düşük maliyetli hale getiren düzen olarak bilinen zahmetli bir işlemle üretilir. Gelişmiş polimer kompozitlerin üretimi de aynı şekilde pahalıdır. Bu gelişmiş formüller emek için daha pahalı bir eğitim ve daha sofistike çevre ve sağlıkla ilgili konular gerektirir.
Polimer kompozitler, daha az maliyetli üretim prosesleri ve daha iyi mukavemet ve dayanıklılık özelliklerine sahip daha iyi formülasyonlarla yıllar içinde gelişmeye devam etmiştir. Bilim adamları, reçineler ve takviye malzemeleri arasındaki ilişkiler hakkında daha fazla bilgi edindikçe, polimer kompozitlerin uygulamaları günlük ürünlerde daha fazla kullanım bulmaya devam edecektir. Daha güçlü ve daha hafif kompozitler taşımacılıkta, teknelerde ve daha önce mümkün olmayan diğer ürünlerde daha ekonomik kullanımlara gireceklerdir.
