Welcome to our website!

Historia tworzyw sztucznych materiałów kompozytowych

Historia tworzyw sztucznych materiałów kompozytowych

Kiedy łączy się dwa lub więcej różnych materiałów, powstaje materiał kompozytowy.Pierwsze użycie materiałów kompozytowych datuje się na rok 1500 p.n.e., kiedy pierwsi osadnicy Egipcjan i Mezopotamii mieszali błoto i słomę, tworząc mocne i trwałe budynki.Słoma w dalszym ciągu stanowi wzmocnienie starożytnych produktów kompozytowych, w tym ceramiki i statków.

弓箭

Później, w roku 1200, Mongołowie wynaleźli pierwszy łuk bloczkowy.

Dzięki połączeniu drewna, kości i „kleju zwierzęcego” łuk jest owinięty korą brzozy.Łuki te są mocne i celne.Złożony łuk mongolski pomógł zapewnić dominację militarną Czyngis-chana.

Narodziny „ery plastiku”

Kiedy naukowcy opracowali tworzywa sztuczne, rozpoczęła się nowoczesna era materiałów kompozytowych.Wcześniej jedynym źródłem klejów i spoiw były żywice naturalne pochodzące z roślin i zwierząt.Na początku XX wieku opracowano tworzywa sztuczne, takie jak winyl, polistyren, fenol i poliester.Te nowe materiały syntetyczne są lepsze od pojedynczych żywic pochodzących z natury.

Jednak samo tworzywo sztuczne nie jest w stanie zapewnić wystarczającej wytrzymałości w przypadku niektórych zastosowań konstrukcyjnych.Aby zapewnić dodatkową wytrzymałość i sztywność, wymagane jest wzmocnienie.

W 1935 roku Owens Corning (Owens Corning) wprowadził pierwsze włókno szklane, włókno szklane.Połączenie włókna szklanego i polimeru z tworzywa sztucznego tworzy bardzo mocną konstrukcję, która jest jednocześnie lekka.

To początek przemysłu polimerów wzmocnionych włóknami (FRP).

II wojna światowa - Promowanie innowacji w materiałach kompozytowych

Wiele z największych osiągnięć w dziedzinie materiałów kompozytowych jest wynikiem wymagań wojennych.Podobnie jak Mongołowie opracowali łuki bloczkowe, II wojna światowa przeniosła przemysł FRP z laboratorium do faktycznej produkcji.

Lekkie zastosowania samolotów wojskowych wymagają alternatywnych materiałów.Inżynierowie szybko zdali sobie sprawę z innych zalet materiałów kompozytowych, oprócz lekkości i wytrzymałości.Na przykład odkryto, że materiał kompozytowy z włókna szklanego jest przezroczysty dla częstotliwości radiowych i wkrótce materiał ten nadawał się do osłony elektronicznego sprzętu radarowego (radomów).

Przystosowanie do materiałów kompozytowych: od „ery kosmicznej” do „codziennej”

Pod koniec drugiej wojny światowej mały, niszowy przemysł kompozytów kwitł pełną parą.Wraz ze spadkiem popytu na produkty wojskowe niewielka liczba innowatorów w zakresie materiałów kompozytowych pracuje obecnie nad wprowadzeniem materiałów kompozytowych na inne rynki.Statek jest oczywistym produktem, który przynosi korzyści.Pierwszy komercyjny kadłub kompozytowy zwodowano w 1946 roku.

W tym czasie Brandt Goldsworthy jest często nazywany „dziadkiem kompozytów”, który opracował wiele nowych procesów produkcyjnych i produktów, w tym pierwszą deskę surfingową z włókna szklanego, która zrewolucjonizowała ten sport.

Goldsworthy wynalazł także proces produkcyjny zwany pultruzją, który pozwala uzyskać niezawodne i mocne produkty wzmocnione włóknem szklanym.Obecnie produkty wytwarzane w tym procesie obejmują tory drabinowe, uchwyty narzędzi, rury, strzały, zbroje, podłogi pociągów i sprzęt medyczny.

Ciągły postęp w materiałach kompozytowych

复合塑料

Przemysł materiałów kompozytowych zaczął dojrzewać w latach 70. XX wieku.Opracuj lepsze żywice plastikowe i ulepszone włókna wzmacniające.Opracowano rodzaj włókna aramidowego zwanego Kevlarem, które stało się pierwszym wyborem w przypadku kamizelek kuloodpornych ze względu na jego wysoką wytrzymałość na rozciąganie, dużą gęstość i lekkość.W tym czasie opracowano również włókno węglowe;coraz częściej zastępuje części wykonane wcześniej ze stali.

Przemysł kompozytów wciąż się rozwija, a większość wzrostu opiera się głównie na energii odnawialnej.W szczególności łopaty turbin wiatrowych w dalszym ciągu stwarzają nowe ograniczenia dotyczące rozmiarów i wymagają zaawansowanych materiałów kompozytowych.


Czas publikacji: 21 kwietnia 2021 r