Полимерные композиты развивались с 1940-х годов и играют значительную роль в современных изделиях. Их применение в самолетах и других изделиях улучшило их качество и увеличило срок службы. Композиты из полимеров для скрепления смеси и различных волокон в качестве армирующего материала.
Происхождение композитов уходит корнями далеко в историю. Наиболее распространенным искусственным композитом была комбинация соломы и грязи для изготовления строительных кирпичей. Другим примером является бетон, в котором сочетаются цемент и гравий. В более современных композитах полимеры используются в качестве смолы или матрицы для скрепления смеси, а различные волокна — в качестве армирующего материала. Эти полимерные композиты https://drevplast.by/shop/maf-wpc/gryadka-iz-dpk-wpc/ улучшили эксплуатационные характеристики многих современных изделий.
Матрица
Назначение матрицы — связывать волокна арматуры вместе, чтобы напряжения распределялись по всему материалу. Полимерная матрица также образует твердую поверхность, которая защищает армирующий материал от повреждений. Материалы с полимерной матрицей бывают двух типов: термореактивные и термопластичные. Термореактив-ная матрица создается в результате необратимого химического отверждения смолы с образованием аморфной смеси. Термореактивные материалы обладают стойкостью к высоким температурам, хорошей стойкостью к растворителям и высокой стабильностью размеров.
Термопласты образуются путем нагревания до температуры процесса и придания изделию желаемой формы. Они обладают очень высокой вязкостью, что затрудняет их производство. Термопласты обладают большей устойчивостью к растрескиванию и повреждениям от ударов по сравнению с термореактивными композитами.
Волокна
Роль армирования волокнами заключается в придании прочности и жесткости комбинированному материалу. Армирование бывает трех видов: частицы, непрерывное волокно и прерывистое волокно. Ранними армирующими материалами были солома, конопля и стекло. В 1940-х годах производители начали комбинировать углеродные и стеклянные волокна с полимерными пластиками, чтобы получить прочный композит, который можно было использовать для корпусов самолетов.
Прочность
Значительным преимуществом полимерных композитов является их высокое отношение прочности при растяжении к весу. Композиты с полиарамидными волокнами в пять раз прочнее стали в пересчете на фунт. Волокна в этих композитах могут быть расположены в процессе производства в виде разнонаправленного рисунка, который распределяет напряжения по всему материалу. Однако эти материалы обладают низкой прочностью на сжатие, что означает, что они могут легко разрушаться при внезапных, резких нагрузках. Готовый полимерный композит будет иметь гладкую поверхность, что делает его полезным для снижения аэродинамического сопротивления в самолетах.
Устойчивость
Полимерные композиты обладают превосходной устойчивостью к химической коррозии, царапинам, ржавчине и морской воде. Эти характеристики нашли применение в корпусах самолетов, велосипедных деталях, военных транспортных средствах, поездах и лодках. Из-за их износостойкости недорогие композиты нашли применение в сиденьях, стенах и полах в автобусах и метро.
Затраты
Стоимость изготовления полимерных композитов и формования из них полезных продуктов является основным недостатком. Полимерные композиты производятся с помощью трудоемкого процесса, известного как раскладка, который замедляет темпы производства, делая продукцию менее рентабельной при больших объемах производства. Современные полимерные композиты также дороги в производстве. Эти усовершенствованные формулы требуют более дорогостоящего обучения рабочей силе и более сложных экологических соображений и соображений здоровья.
Полимерные композиты продолжали развиваться на протяжении многих лет с использованием менее дорогостоящих производственных процессов и более совершенных рецептур с лучшими характеристиками прочности и долговечности. По мере того, как ученые узнают больше о взаимосвязи между смолами и армирующими материалами, полимерные композиты будут находить все большее применение в повседневных изделиях. Более прочные и легкие композиты найдут свое применение в более экономичных транспортных средствах, лодках и других изделиях, которые ранее считались невозможными.