کامپوزیت های پلیمری – از مقیاس نانو تا ماکرو (Klaus Friedrich)

Klaus Friedrich
Stoyko Fakirov
Zhong Zhang

کامپوزیت های پلیمری – از مقیاس نانو تا ماکرو (Klaus Friedrich) : کامپوزیت های زمینه پلیمری از رایج ترین دسته کامپوزیت ها هستند که شامل زمینه ای از جنس پلیمر (رزین) که با فاز توزیع شده تقویت کننده متصل شده است. مواد پلیمری مانند اپوکسی و پلی استرها در مقایسه با فلزات خواص مکانیکی خیلی بالا ندارند. به عنوان مثال استحکام کششی قوی ترین پلیمرها ، رزین اپوکسی ۱۴۰ مگا پاسکال است و علاوه بر استحکام کم ، مقاومت به ضربه این پلیمرها نیز کم است.

در این کامپوزیت ها الیاف تقویت کننده باید خواص مکانیکی از جمله استحکام کششی بسیار بالایی نسبت به زمینه پلیمری داشته باشند. با افزایش تقویت کننده به زمینه پلیمری استحکام کششی و مدول کشسانی کامپوزیت افزایش می یابد. در موقع اعمال بار قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل می شود و زمینه پلیمری در واقع ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیکی و شیمیایی، کار انتقال نیرو به الیاف را انجام می دهد. در ضمن زمینه الیاف را مانند یک چسب کنار هم نگه می دارد و البته گسترش ترک را محدود می کند.

روش های مختلفی برای ساخت کامپوزیت ها وجود دارد که در کل به روش قالب گیری بسته و باز صورت می گیرد که ساده ترین روش نیز ، فرآیند قالب گیری باز است که برای تولید قطعات بزرگ استفاده می شود. پالتروژن یکی از اقتصادی ترین روش های تولید پروفیل های کامپوزیتی مورد استفاده در صنایع ساختمان است که برای تولید قطعات سبک و مقاوم در برابر خوردگی استفاده می شود.

امروزه کامپوزیت های زمینه پلیمری کاربرد های فراوانی دارند که از جمله آنها می توان به قطعات به کار رفته در صنعت هوا و فضا، لوله های انتقال گاز ، تابلو برق های کامپوزیتی و … اشاره کرد. کارایی کامپوزیت های پلیمری مهندسی توسط خواص اجزاء آنها تعیین میشود. اغلب آنها دارای الیاف با مدول بالا هستند که در ماتریس های پلیمری قرار داده شدهاند و فصل مشترک خوبی نیز بین این دو جزء وجود دارد.