کامپوزیت زمینه پلیمری

کامپوزیت های زمینه پلیمری از یک رزین پلیمری (پالستیک تقویت شده مولکول درشت) به عنوان زمینه با رشته ایی به عنوان عامل تقویت کننده تشکیل شده است. از ویژگی های این دسته از کامپوزیت ها، کاربرد متنوع و گسترده، خواص خوب در دمای محیط، سهولت ساخت و هزینه کم است. این نوع کامپوزیت ها بر اساس نوع تقویت شدن به شیشه ایی، کربنی و آرامید تقسیم می شود.

کامپوزیت های پلیمری رشته شیشه ای، شامل رشته های شیشه ایی پیوسته یا ناپیوسته در زمینه پلیمری است. در آینده به جای شیشه بیشتر از کربن به عنوان رشته تقویت کننده در کامپوزیت های پلیمری استفاده خواهد شد چون رشته های کربنی بیشترین استحکام ویژه و مدول ویژه را در میان مواد رشته های تقویت کننده دارا هستند.

کامپوزیت زمینه پلیمری

رشته های آرامید موادی با استحکام و مدول بالا هستند که در اوایل دهه 1091 عرضه شدند. در کامپوزیت های زمینه پلیمری، غیر از سه نوع رشته تقویت کننده شیشه ایی، کربنی و آرامید، گاه از بور، کاربید سیلیسیم و اکسید آلومینیم در حد محدودی استفاده می شود. رشته های بور در اجزا هواپیماهای نظامی، تیغه ای پره بالگرد و برخی وسایل ورزشی بکار می رود. از رشته کاربید سیلیسیم و آلومینا در راکت ها ی تنیس مدار چاپی و دماغه مخروطی موشک استفاده می شود.

کامپوزیت های زمینه پلیمری از رایج ترین دسته کامپوزیت ها هستند که شامل زمینه ای از جنس پلیمر (رزین) که با فاز توزیع شده ی 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 قویترین پلیمرها، رزین اپوکسی 140 مگا پاسکال است و علاوه بر استحکام کم، مقاومت به ضربه این پلیمرها نیز کم است.

در کامپوزیت های زمینه پلیمری 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 ما نند 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.