Историята на пластмасовите композитни материали
Когато се комбинират два или повече различни материала, резултатът е композитен материал.Първото използване на композитни материали датира от 1500 г. пр.н.е., когато ранните египтяни и месопотамските заселници смесват кал и слама, за да създадат здрави и издръжливи сгради.Сламата продължава да осигурява армировка за древни композитни продукти, включително керамика и кораби.
По-късно, през 1200 г. сл. Хр., монголите изобретяват първия сложен лък.
Използвайки комбинация от дърво, кости и "животински лепило", лъкът е увит в брезова кора.Тези лъкове са мощни и точни.Сложният монголски лък помогна да се осигури военното господство на Чингис хан.
Раждането на "пластмасовата ера"
Когато учените разработиха пластмаси, започна съвременната ера на композитните материали.Преди това естествените смоли, получени от растения и животни, са били единственият източник на лепила и адхезиви.В началото на 20 век са разработени пластмаси като винил, полистирен, фенол и полиестер.Тези нови синтетични материали са по-добри от отделните смоли, извлечени от природата.
Въпреки това пластмасата сама по себе си не може да осигури достатъчна здравина за някои структурни приложения.Необходима е армировка, за да се осигури допълнителна здравина и твърдост.
През 1935 г. Owens Corning (Owens Corning) представи първото стъклено влакно, стъклено влакно.Комбинацията от стъклени влакна и пластмасов полимер създава много здрава структура, която също е лека.
Това е началото на индустрията на армирани с влакна полимери (FRP).
Втората световна война - насърчаване на иновациите в композитните материали
Много от най-големите постижения в композитните материали са резултат от изискванията по време на война.Точно както монголците разработват сложни лъкове, Втората световна война извежда FRP индустрията от лабораторията до реално производство.
Леките приложения на военните самолети изискват алтернативни материали.Инженерите бързо разбраха и другите предимства на композитните материали, освен лекотата и здравината.Например, беше установено, че композитният материал от стъклени влакна е прозрачен за радиочестотите и материалът скоро стана подходящ за подслон на електронно радарно оборудване (Radomes).
Адаптиране към композитни материали: "космическа ера" към "ежедневие"
В края на Втората световна война малката нишова композитна индустрия е в разгара си.Със спада в търсенето на военни продукти, малък брой иноватори на композитни материали сега работят за въвеждането на композитни материали на други пазари.Корабът е очевиден продукт, който носи ползи.Първият композитен търговски корпус е пуснат на вода през 1946 г.
По това време Brandt Goldsworthy често е наричан "дядото на композитите" и разработва много нови производствени процеси и продукти, включително първата дъска за сърф от фибростъкло, която революционизира спорта.
Goldsworthy изобретява и производствен процес, наречен пултрузия, който позволява надеждни и здрави продукти, подсилени със стъклени влакна.Днес продуктите, произведени от този процес, включват релси за стълби, дръжки за инструменти, тръби, стрели, брони, подове на влакове и медицинско оборудване.
Непрекъснат напредък в композитните материали
Индустрията на композитните материали започва да се развива през 70-те години на миналия век.Разработете по-добри пластмасови смоли и подобрени усилващи влакна.Разработи вид арамидно влакно, наречено кевлар, което се превърна в първия избор за бронежилетки поради високата си якост на опън, висока плътност и леко тегло.По това време са разработени и въглеродни влакна;той все повече заменя части, които преди са били изработени от стомана.
Композитната индустрия все още се развива и по-голямата част от растежа се основава главно на възобновяема енергия.По-специално лопатките на вятърните турбини продължават да налагат ограничения на размера и изискват усъвършенствани композитни материали.
Време на публикуване: 21 април 2021 г