Podrijetlo kompozita seže daleko u povijest. Najčešći umjetni kompozit bio je kombinacija slame i blata za izradu opeke za gradnju. Drugi primjer je beton koji kombinira cement i šljunak. Noviji kompoziti koriste polimere kao smolu ili matricu da drže smjesu zajedno i različita vlakna kao materijal za pojačanje. Ovi polimerni kompoziti poboljšali su performanse mnogih suvremenih proizvoda.
Matriks
Svrha matrice je da veže vlakna armature zajedno tako da se naprezanja rasporede po materijalu. Matrica smole također tvori tvrdu površinu koja štiti materijal ojačanja od oštećenja. Materijali polimerne matrice su dvije vrste: termostati i termoplasti. Termoreaktivnom matricom nastaje nepovratno kemijsko stvrdnjavanje smole da se dobije amorfna smjesa. Termoseti imaju otpornost na visoke temperature, dobru otpornost na otapala i visoku stabilnost dimenzija.
Termoplasti se formiraju zagrijavanjem do procesne temperature i oblikovanjem proizvoda u željeni oblik. Oni imaju vrlo visoku viskoznost, što ih čini težim za proizvodnju. Termoplasti imaju veću otpornost na pucanje i oštećenja od udaraca u usporedbi s termoset kompozitima.
vlakna
Uloga vlakna ojačanja je dodati čvrstoću i krutost kombiniranom materijalu. Ojačanje dolazi u tri oblika: čestice, kontinuirano vlakno i diskontinuirana vlakna. Rani materijali za armiranje bili su slama, konoplja i staklo. 40-ih godina prošlog stoljeća proizvođači su počeli kombinirati ugljična i staklena vlakna s polimernom plastikom kako bi napravili jak kompozit koji bi se mogao koristiti za trupe zrakoplova.
snaga
Značajna prednost polimernih kompozita je njihov visoki omjer čvrstoće i težine. Kompoziti s poliaramidnim vlaknima su pet puta jači od čelika na bazi funte-za-funtu. Vlakna u tim kompozitima mogu se rasporediti tijekom proizvodnog procesa u više smjerova koji šire naprezanja kroz materijal. Međutim, ovi materijali imaju nisku tlačnu čvrstoću, što znači da se lako lome pod iznenadnim, oštrim silama. Gotovi polimerni kompozit imat će glatku površinu, što je korisno za smanjenje aerodinamičkog otpora u zrakoplovu.
Elastičnost
Polimerni kompoziti imaju izvrsnu otpornost na kemijsku koroziju, grebanje, hrđu i morsku vodu. Ove karakteristike dovele su do primjene u trupovima zrakoplova, dijelovima za bicikle, vojnim vozilima, vlakovima i brodovima. Zbog njihove trajnosti nošenja, jeftini kompoziti su pronašli primjenu u sjedalima, zidovima i podovima u autobusima i podzemnim željeznicama.
Troškovi
Primarni nedostatak je cijena izrade polimernih kompozita i njihovo oblikovanje u korisne proizvode. Polimerni kompoziti se proizvode složenim postupkom poznatim kao polaganje, koje usporava proizvodne brzine, čineći proizvode jeftinijima za velike količine proizvodnje. Napredni polimerni kompoziti također su skupi za proizvodnju. Ove napredne formule zahtijevaju skuplju obuku za rad i sofisticiranije ekološke i zdravstvene probleme.
Polimerni kompoziti nastavljaju se razvijati tijekom godina s manje skupim proizvodnim procesima i boljim formulacijama s boljim karakteristikama čvrstoće i trajnosti. Kako znanstvenici saznaju više o odnosima između smola i materijala za ojačanje, primjena polimernih kompozita i dalje će se više koristiti u svakodnevnim proizvodima. Snažniji i lakši kompoziti naći će svoj put u ekonomičniju uporabu u prijevozu, brodovima i drugim proizvodima za koje se ranije nije smatralo da su mogući.
