Предности и недостаци полимерних композита

Преглед садржаја:

Anonim

Порекло композита сеже далеко у историју. Најчешћи композит који је направио човјек је комбинација сламе и блата за израду опеке за градњу. Други пример је бетон, који комбинује цемент и шљунак. Новији композити користе полимере као смолу или матрицу да држе смешу заједно и различита влакна као материјал за ојачање. Ови полимерни композити су побољшали перформансе многих модерних производа.

Матрик

Сврха матрице је да веже влакна арматуре заједно тако да се напрезања распореде по материјалу. Матрица смоле такође формира тврду површину која штити материјал ојачања од оштећења. Материјали полимерне матрице су два типа: термостати и термопласти. Термореактивна матрица се ствара неповратним хемијским отврдњавањем смоле да би се формирала аморфна смеша. Термосети имају отпорност на високе температуре, добру отпорност на раствараче и високу стабилност димензија.

Термопласти се формирају загревањем до температуре процеса и формирањем производа у жељеном облику. Имају високу вискозност, што их чини тешким за производњу. Термопластике имају већу отпорност на пуцање и оштећења услед удара у односу на термореактивне композите.

Влакна

Улога ојачања влакнима је да додају чврстоћу и крутост комбинованом материјалу. Ојачање долази у три облика: честице, континуална влакна и дисконтинуирана влакна. Рани материјали за армирање били су слама, конопља и стакло. Током 1940-их, произвођачи су почели да комбинују угљенична и стаклена влакна са полимерном пластиком да би направили јак композит који би се могао користити за трупе авиона.

Снага

Значајна предност полимерних композита је њихов високи однос влачне чврстоће и тежине. Композити са полиамидним влакнима су пет пута јачи од челика на бази фунте-за-фунту. Влакна у овим композитима могу бити распоређена током производног процеса у више праваца који шире напрезања кроз материјал. Међутим, ови материјали имају ниску чврстоћу на притисак, што значи да се могу лако разбити под изненадним, оштрим силама. Готови полимерни композит ће имати глатку површину, што је корисно за смањење аеродинамичког отпора у авионима.

Еластичност

Полимерни композити имају одличну отпорност на хемијску корозију, гребање, рђу и морску воду. Ове карактеристике су довеле до примене у труповима авиона, деловима за бицикле, војним возилима, возовима и чамцима. Због њихове издржљивости за ношење, јефтини композити су пронашли употребу у седиштима, зидовима и подовима у аутобусима и подземним железницама.

Трошкови

Примарни недостатак је трошак израде полимерних композита и њихово формирање у корисне производе. Полимерни композити се производе напорним процесом познатим као полагање које успорава производне брзине, чинећи производе јефтинијим за високе производне количине. Напредни полимерни композити су такође скупи за производњу. Ове напредне формуле захтевају скупљи тренинг за рад и софистицираније еколошке и здравствене проблеме.

Полимерни композити настављају се развијати током година са мање скупим производним процесима и бољим формулацијама са бољим карактеристикама чврстоће и трајности. Како научници сазнају више о односима између смола и материјала за ојачање, примјена полимерних композита ће и даље наћи више користи у свакодневним производима. Снажнији и лакши композити ће се наћи у економичнијој употреби у транспорту, бродовима и другим производима који раније нису сматрани могућим.