Zgodovina plastičnih kompozitnih materialov
Ko združimo dva ali več različnih materialov, nastane kompozitni material.Prva uporaba kompozitnih materialov sega v leto 1500 pred našim štetjem, ko so zgodnji Egipčani in mezopotamski naseljenci mešali blato in slamo, da so ustvarili močne in trpežne zgradbe.Slama še naprej zagotavlja ojačitev za starodavne kompozitne izdelke, vključno z lončenino in ladjami.
Kasneje, leta 1200 našega štetja, so Mongoli izumili prvi sestavljeni lok.
S kombinacijo lesa, kosti in »živalskega lepila« je lok ovit v brezovo lubje.Ti loki so močni in natančni.Sestavljeni mongolski lok je pomagal zagotoviti Džingis-kanovo vojaško prevlado.
Rojstvo "plastične dobe"
Ko so znanstveniki razvili plastiko, se je začela moderna doba kompozitnih materialov.Pred tem so bile naravne smole, pridobljene iz rastlin in živali, edini vir lepil in lepil.V začetku 20. stoletja so se razvile plastike, kot so vinil, polistiren, fenolni in poliester.Ti novi sintetični materiali so boljši od posameznih smol, pridobljenih iz narave.
Vendar plastika sama ne more zagotoviti zadostne trdnosti za nekatere konstrukcijske aplikacije.Za dodatno trdnost in togost je potrebna ojačitev.
Leta 1935 je Owens Corning (Owens Corning) predstavil prvo stekleno vlakno, steklena vlakna.Kombinacija steklenih vlaken in plastičnega polimera daje zelo močno strukturo, ki je hkrati lahka.
To je začetek industrije polimerov, ojačanih z vlakni (FRP).
Druga svetovna vojna - spodbujanje inovacij v kompozitnih materialih
Številni največji napredki v kompozitnih materialih so posledica vojnih zahtev.Tako kot so Mongolci razvili sestavljene loke, je druga svetovna vojna industrijo FRP pripeljala iz laboratorija v dejansko proizvodnjo.
Lahke aplikacije vojaških letal zahtevajo alternativne materiale.Inženirji so poleg lahkih in močnih hitro spoznali še druge prednosti kompozitnih materialov.Na primer, ugotovljeno je bilo, da je kompozitni material iz steklenih vlaken prosojen za radijske frekvence in material je bil kmalu primeren za zaščito elektronske radarske opreme (Radomes).
Prilagajanje na kompozitne materiale: "vesoljska doba" v "vsakdanje"
Ob koncu druge svetovne vojne je bila mala nišna industrija kompozitov v polnem razmahu.Z upadom povpraševanja po vojaških izdelkih si majhno število inovatorjev kompozitnih materialov zdaj prizadeva uvesti kompozitne materiale na druge trge.Ladja je očiten izdelek, ki koristi.Prvi kompozitni komercialni trup je bil splovljen leta 1946.
V tem času se Brandt Goldsworthy pogosto imenuje "dedek kompozitov" in je razvil številne nove proizvodne procese in izdelke, vključno s prvo desko za surfanje iz steklenih vlaken, ki je revolucionirala šport.
Goldsworthy je izumil tudi proizvodni proces, imenovan pultruzija, ki omogoča zanesljive in močne izdelke, ojačane s steklenimi vlakni.Danes izdelki, proizvedeni s tem postopkom, vključujejo tirnice za lestve, ročaje za orodje, cevi, puščične osi, oklepe, tla vlakov in medicinsko opremo.
Nenehen napredek v kompozitnih materialih
Industrija kompozitnih materialov je začela zoreti v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja.Razviti boljše plastične smole in izboljšana ojačitvena vlakna.Razvil nekakšno aramidno vlakno, imenovano kevlar, ki je postalo prva izbira za neprebojne jopiče zaradi svoje visoke natezne trdnosti, visoke gostote in majhne teže.V tem času so bila razvita tudi ogljikova vlakna;vedno bolj nadomešča dele, ki so bili prej izdelani iz jekla.
Industrija kompozitov se še vedno razvija in večina rasti temelji predvsem na obnovljivi energiji.Zlasti lopatice vetrnih turbin še naprej postavljajo omejitve velikosti in zahtevajo napredne kompozitne materiale.
Čas objave: 21. aprila 2021