ที่มาของคอมโพสิตย้อนหลังไปนานในประวัติศาสตร์ คอมโพสิตที่มนุษย์สร้างขึ้นที่พบมากที่สุดคือการรวมกันของฟางและโคลนเพื่อทำอิฐสำหรับการก่อสร้าง อีกตัวอย่างหนึ่งคือคอนกรีตซึ่งรวมซีเมนต์และกรวด คอมโพสิตเมื่อเร็ว ๆ นี้ใช้โพลิเมอร์เป็นเรซินหรือเมทริกซ์เพื่อเก็บส่วนผสมเข้าด้วยกันและเส้นใยต่างๆเป็นวัสดุเสริมแรง คอมโพสิตพอลิเมอร์เหล่านี้ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์สมัยใหม่
มดลูก
วัตถุประสงค์ของเมทริกซ์คือการผูกเส้นใยของการเสริมแรงเข้าด้วยกันเพื่อให้เกิดการกระจายความเค้นทั่วทั้งวัสดุ เมทริกซ์เรซินยังสร้างพื้นผิวแข็งที่ช่วยป้องกันวัสดุเสริมแรงจากความเสียหาย วัสดุพอลิเมอร์เมทริกซ์มีสองประเภท: เทอร์โมเซ็ตและเทอร์โมพลาสติก เทอร์โมเซตเมทริกซ์ถูกสร้างขึ้นโดยการทำปฏิกิริยาการบ่มด้วยสารเคมีที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ของเรซินเพื่อสร้างส่วนผสมของอสัณฐาน เทอร์โมเซตมีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง, ความต้านทานที่ดีต่อตัวทำละลายและความเสถียรของมิติสูง
เทอร์โมพลาสติกเกิดจากการให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิกระบวนการและขึ้นรูปผลิตภัณฑ์ให้เป็นรูปร่างที่ต้องการ พวกเขามีความหนืดสูงมากทำให้ผลิตได้ยากขึ้น เทอร์โมพลาสติกมีความต้านทานต่อการแตกร้าวและความเสียหายจากแรงกระแทกได้มากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับเทอร์โมเซ็ตคอมโพสิต
เส้นใย
บทบาทของการเสริมแรงเส้นใยคือการเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งให้กับวัสดุผสม การเสริมแรงมีสามรูปแบบ: อนุภาคเส้นใยต่อเนื่องและเส้นใยไม่ต่อเนื่อง วัสดุเสริมแรงต้นคือฟางป่านและแก้ว ในปี 1940 ผู้ผลิตเริ่มรวมคาร์บอนและเส้นใยแก้วกับพลาสติกโพลีเมอร์เพื่อสร้างคอมโพสิตที่แข็งแกร่งซึ่งสามารถนำมาใช้สำหรับลำเรือ
ความแข็งแรง
ข้อได้เปรียบที่สำคัญของพอลิเมอร์คอมโพสิตคืออัตราส่วนความแข็งแรงต่อแรงดึงสูง คอมโพสิตที่มีเส้นใยโพลีอารามิดมีความแข็งแรงกว่าเหล็กถึงห้าเท่า เส้นใยในคอมโพสิตเหล่านี้สามารถจัดเรียงในระหว่างกระบวนการผลิตในรูปแบบหลายทิศทางที่กระจายความเครียดทั่วทั้งวัสดุ อย่างไรก็ตามวัสดุเหล่านี้มีความต้านทานแรงอัดต่ำซึ่งหมายความว่าสามารถแตกหักได้ง่ายภายใต้แรงฉับพลันและคม คอมโพสิตโพลีเมอร์สำเร็จรูปจะมีพื้นผิวที่เรียบทำให้มีประโยชน์ในการลดแรงเสียดทานตามหลักอากาศพลศาสตร์ในเครื่องบิน
ความยืดหยุ่น
วัสดุผสมโพลีเมอร์มีความทนทานต่อการกัดกร่อนของสารเคมีการขีดข่วนการเกิดสนิมและน้ำทะเลได้เป็นอย่างดี คุณลักษณะเหล่านี้นำไปสู่การใช้งานในลำตัวเครื่องบินชิ้นส่วนจักรยานยานพาหนะทางทหารรถไฟและเรือ เนื่องจากความทนทานในการสวมใส่คอมโพสิตต้นทุนต่ำจึงพบการใช้งานในที่นั่งผนังและพื้นในรถโดยสารและรถไฟใต้ดิน
ค่าใช้จ่าย
ค่าใช้จ่ายในการผลิตพอลิเมอร์คอมโพสิตและการขึ้นรูปเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีประโยชน์เป็นข้อเสียเปรียบ วัสดุผสมโพลีเมอร์ผลิตโดยกรรมวิธีที่เรียกว่าการเลย์อัพซึ่งทำให้อัตราการผลิตช้าลงทำให้ผลิตภัณฑ์มีต้นทุนต่ำลงสำหรับปริมาณการผลิตที่สูง คอมโพสิตโพลิเมอร์ขั้นสูงนั้นมีราคาแพงเช่นเดียวกันในการผลิต สูตรขั้นสูงเหล่านี้ต้องการการฝึกอบรมที่มีราคาแพงสำหรับแรงงานและการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น
คอมโพสิตพอลิเมอร์ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องในช่วงหลายปีที่ผ่านมาด้วยกระบวนการผลิตที่มีต้นทุนต่ำกว่าและสูตรที่ดีกว่าพร้อมคุณสมบัติความแข็งแรงและความทนทานที่ดีขึ้น ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างเรซิ่นกับวัสดุเสริมแรงการใช้งานของพอลิเมอร์คอมโพสิตจะยังคงพบการใช้งานมากขึ้นในผลิตภัณฑ์ประจำวัน คอมโพสิตที่แข็งแกร่งและเบากว่าจะหาทางไปสู่การใช้ประโยชน์อย่างประหยัดในการขนส่งทางเรือและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ที่ไม่เคยคิดมาก่อน
