Kompozitlerin kökeni tarihe kadar uzanıyor. En yaygın insan yapımı kompozit, inşaat için tuğla yapmak için saman ve çamurun birleşimiydi. Bir başka örnek de çimento ve çakıl birleştiren beton. Daha yakın tarihli kompozitler, karışımı bir araya getirmek için bir reçine veya matris olarak ve takviye malzemesi olarak çeşitli lifleri kullanarak polimerler kullanırlar. Bu polimer kompozitler, günümüzün birçok ürününün performansını artırdı.
Matris
Matrisin amacı, takviye malzemesinin elyaflarını birbirine bağlamak ve böylece gerilimlerin malzeme boyunca dağılmasını sağlamaktır. Reçine matrisi ayrıca takviye malzemesini hasara karşı koruyan sert bir yüzey oluşturur. Polimer matris malzemeleri iki tiptir: termosetler ve termoplastikler. Bir termoset matrisi, bir amorf karışım oluşturmak için bir reçinenin geri dönüşümsüz bir kimyasal sertleştirme etkisi ile yaratılmaktadır. Termosetler, yüksek sıcaklık dayanımı, çözücülere karşı iyi direnç ve yüksek boyutsal kararlılığa sahiptir.
Termoplastikler, işlem sıcaklığına ısınarak ve ürünü istenen şekle getirerek oluşturulur. Çok yüksek viskoziteye sahipler, üretimlerini zorlaştırıyorlar. Termoplastikler, termoset kompozitlere kıyasla darbe ve çatlamadan daha fazla direnç gösterirler.
Lifler
Lif takviyesinin rolü, birleştirilmiş malzemeye kuvvet ve sertlik katmaktır. Takviye üç şekilde gelir: parçacıklar, sürekli lif ve süreksiz lif. Erken takviye malzemeleri saman, kenevir ve camdı. 1940'larda üreticiler, uçak gövdeleri için kullanılabilecek güçlü bir kompozit oluşturmak için karbon ve cam elyafları polimer plastiklerle birleştirmeye başladılar.
kuvvet
Polimer kompozitlerin önemli bir avantajı, yüksek çekme mukavemeti-ağırlık oranıdır. Poliaramid fiberlerle kompozitler, pound-pound bazında çelikten beş kat daha güçlüdür. Bu kompozitlerdeki fiberler, imalat işlemi boyunca, malzemenin her yerinde gerilmeleri yayan çok yönlü bir modelde düzenlenebilir. Bununla birlikte, bu materyaller, ani ve keskin kuvvetler altında kolayca kırılabilecekleri anlamına gelen düşük bir sıkıştırma mukavemetine sahiptir. Bitmiş bir polimer kompozit, düz bir yüzeye sahip olacak ve bu da uçaklardaki aerodinamik sürtünmeyi azaltmaya yardımcı olacaktır.
Esneklik
Polimer karışımları, kimyasal aşınma, çizilme, pas ve deniz suyuna karşı mükemmel bir dirence sahiptir. Bu özellikler uçak gövdelerinde, bisiklet parçalarında, askeri araçlarda, trenlerde ve teknelerde uygulamalara yol açmıştır. Aşınmaya karşı dayanıklı olmaları nedeniyle, düşük maliyetli kompozitler otobüslerde ve metrolarda koltuklarda, duvarlarda ve zeminlerde kullanım bulmuşlardır.
Maliyetler
Polimer kompozitlerin üretilmesi ve bunların yararlı ürünlere dönüştürülmesi maliyeti birincil dezavantajdır. Polimer kompozit malzemeler, üretim oranlarını yavaşlatan, ürünlerin yüksek üretim hacimleri için daha düşük maliyetli olmasını sağlayan, döşeme olarak bilinen zahmetli bir süreçle üretilir. Gelişmiş polimer kompozitlerin imalatı da aynı şekilde pahalıdır. Bu gelişmiş formüller emek ve daha sofistike çevre ve sağlık konuları için daha pahalı bir eğitim gerektirir.
Polimer kompozit malzemeler, daha az maliyetli üretim süreçleri ve daha iyi mukavemet ve dayanıklılık özelliklerine sahip daha iyi formülasyonlar ile yıllar içinde gelişmeye devam etmiştir. Bilim adamları reçineler ve takviye malzemeleri arasındaki ilişkiler hakkında daha fazla bilgi edinirken, polimer kompozitlerin uygulamaları günlük ürünlerde daha fazla kullanım bulmaya devam edecektir. Daha güçlü ve daha hafif kompozitler, daha önce düşünülemeyen ulaşım, tekne ve diğer ürünlerde daha ekonomik kullanımlara gireceklerdir.