Opprinnelsen til kompositter går langt tilbake i historien. Den vanligste menneskeskapte kompositten var kombinasjonen av halm og gjørme for å lage murstein for bygging. Et annet eksempel er betong, som kombinerer sement og grus. Nyere kompositter bruker polymerer som en harpiks eller matrise for å holde blandingen sammen og forskjellige fibre som forsterkningsmateriale. Disse polymerkomposittene har forbedret ytelsen til mange moderne produkter.
Matrise
Formålet med matrisen er å binde fibrene i forsterkningen sammen slik at spenninger fordeles over hele materialet. Harpiksmatrisen danner også en hard overflate som beskytter forsterkningsmaterialet mot skade. Polymermatriksmaterialer er to typer: termosetter og termoplast. En termosettmatrise er opprettet ved en irreversibel kjemisk herdingsvirkning av en harpiks for å danne en amorf blanding. Termosett har høytemperaturmotstand, god motstand mot løsemidler og høy dimensjonsstabilitet.
Termoplaster dannes ved oppvarming til prosess temperatur og danner produktet i ønsket form. De har en meget høy viskositet, noe som gjør dem vanskeligere å produsere. Termoplast har større motstand mot sprengning og skade fra støt i forhold til termofylte kompositter.
fibrene
Rollen av fiberforsterkning er å legge til styrke og stivhet til det kombinerte materialet. Forsterkning kommer i tre former: partikler, kontinuerlig fiber og diskontinuerlig fiber. Tidlige forsterkningsmaterialer var halm, hamp og glass. På 1940-tallet begynte produsentene å kombinere karbon- og glassfibre med polymerplastikk for å lage en sterk kompositt som kunne brukes til flyskrog.
Styrke
En betydelig fordel ved polymerkompositter er deres høy strekkfasthet-til-vekt-forhold. Kompositter med polyaramidfibre er fem ganger sterkere enn stål på pund-til-pund basis. Fibrene i disse komposittene kan anordnes under produksjonsprosessen i et flerriktet mønster som sprer spenninger gjennom materialet. Imidlertid har disse materialene en lav trykkstyrke, noe som betyr at de lett kan bryte under plutselige, sterke krefter. En ferdig polymerkompositt vil ha en jevn overflate, noe som gjør det nyttig å redusere aerodynamisk træk i fly.
Motstandsdyktighet
Polymerkompositter har utmerket motstand mot kjemisk korrosjon, riper, rust og sjøvann. Disse egenskapene har ført til bruksområder i flyskrog, sykkel deler, militære kjøretøy, tog og båter. På grunn av deres slitestyrke har lavpris kompositter funnet bruk i seter, vegger og gulv i busser og undergrunner.
kostnader
Kostnaden ved å lage polymerkompositter og danne dem til nyttige produkter er den primære ulempen. Polymerkompositter er produsert av en arbeidskrevende prosess som kalles lay-up som reduserer produksjonshastighetene, noe som gjør produktene mindre kostnadseffektive for høye produksjonsvolumer. Avanserte polymerkompositter er også dyre å produsere. Disse avanserte formlene krever dyrere trening for arbeidskraft og mer sofistikerte miljø- og helsehensyn.
Polymerkompositter har fortsatt å utvikle seg gjennom årene med mindre kostbare produksjonsprosesser og bedre formuleringer med bedre styrke og holdbarhetskarakteristikker. Som forskere lærer mer om forholdet mellom harpiks og forsterkningsmaterialer, vil applikasjonene av polymerkompositter fortsette å finne flere bruksområder i hverdagsprodukter. Sterkere og lettere kompositter vil finne veien til mer økonomiske anvendelser i transport, båter og andre produkter som tidligere ikke var tenkt mulige.
