Lako definiran, kompozit je kombinacija dvaju ili više različitih materijala što rezultira vrhunskim (često jačim) proizvodom. Ljudi stvaraju kompozite tisućama godina kako bi izgradili sve, od jednostavnih skloništa do razrade elektroničkih uređaja. Dok su prvi kompoziti izrađeni od prirodnih materijala poput blata i slame, današnji kompoziti su stvoreni u laboratoriju od sintetskih tvari. Bez obzira na podrijetlo, kompoziti su ono što je omogućilo život kakav znamo.
Kratka povijest
Arheolozi kažu da ljudi koriste kompozite najmanje 5.000 do 6000 godina. U starom Egiptu cigla od blata i slame obuhvaćala je i učvršćivala drvene građevine poput utvrda i spomenika. U dijelovima Azije, Europe, Afrike i Amerike, starosjedilačke kulture grade strukture od lana (daske ili trake od drva) i gnoj (kompozit od blata ili gline, slame, šljunka, vapna, sijena i dr. tvari).
Druga napredna civilizacija, Mongoli, također su bili pioniri u upotrebi kompozita. Počevši od oko 1200 A.D., počeli su graditi ojačane lukove od drveta, kostiju i prirodnog ljepila, omotani brezovom kore. To su bili daleko moćniji i precizniji od jednostavnih drvenih lukova, pomažući da se Džingis-kana Mongolijsko carstvo proširilo po Aziji.
Moderno doba kompozita započelo je u 20. stoljeću izumom rane plastike kao što su bakelit i vinil, kao i inženjerskih proizvoda od drva poput šperploče. Drugi ključni sastav, Fiberglas, izumljen je 1935. godine. Bio je daleko jači od ranijih kompozita, mogao se oblikovati i oblikovati, a bio je i vrlo lagan i izdržljiv.
Svjetskog rata ubrzao je izum još više naftnih kompozitnih materijala od kojih se mnogi i danas koriste, uključujući poliester. U šezdesetim su se godinama pojavili još sofisticiraniji kompoziti, poput Kevlara i karbonskih vlakana.
Moderni kompozitni materijali
Danas je upotreba kompoziti se razvio tako da uobičajeno uključuje strukturna vlakna i plastiku, ukratko je to poznato kao vlaknasta ojačana plastika ili FRP. Kao i slama, vlakno pruža strukturu i čvrstoću kompozita, dok plastični polimer drži vlakno zajedno. Uobičajene vrste vlakana koja se koriste u FRP kompozitima uključuju:
- stakloplastike
- Ugljična vlakna
- Aramidna vlakna
- Borovo vlakno
- Bazaltno vlakno
- Prirodna vlakna (drvo, lan, konoplja itd.)
U slučaju stakloplastikestotine tisuća sitnih staklenih vlakana sakupljaju se i čvrsto drže na svom mjestu plastičnom polimernom smolom. Uobičajene plastične smole koje se koriste u kompozitima uključuju:
- epoksidna
- Vinil Ester
- Poliester
- Poliuretan
- polipropilen
Uobičajene uporabe i prednosti
Najčešći primjer kompozita je beton. Pri ovoj uporabi konstrukcijski čelični armatura pruža čvrstoću i krutost betonu, dok očvrsnuti cement drži armaturu nepomičnom. Sama armatura previše bi se savinula, a sam cement lako bi se napukao. Međutim, kad se kombiniraju kako bi se dobio kompozit, stvara se izuzetno kruti materijal.
Kompozitni materijal koji je najčešće povezan s pojmom "kompozit" je plastika ojačana vlaknima. Ova vrsta kompozita intenzivno se koristi tijekom svakodnevnog života. Uobičajene svakodnevne upotrebe plastičnih kompozita ojačanih vlaknima uključuju:
- Zrakoplov
- Čamci i marine
- Sportska oprema (golf osovine, teniski reketi, daske za surfanje, štapovi za hokej i sl.)
- Automobilske komponente
- Lopatice vjetroagregata
- Oklop
- Građevinski materijal
- Vodovodne cijevi
- mostovi
- Ručke alata
- Tračnice
Moderni kompozitni materijali imaju niz prednosti u odnosu na druge materijale poput čelika. Možda je najvažnije da kompoziti imaju puno lakšu težinu. Otporne su i na koroziju, fleksibilne su i otporne na udubljenje. To zauzvrat znači da zahtijevaju manje održavanja i dulji vijek trajanja od tradicionalnih materijala. Kompozitni materijali čine automobile lakšim, a samim time i ekonomičnijim, oklop karoserije je otporniji na metke i čini oštrice turbina koje mogu podnijeti stres velikih brzina vjetra.
izvori
- Osoblje BBC News. "Kevlarin izumitelj Stephanie Kwolek umire." BBC.com. 21. lipnja 2014.
- Odjel za energetiku. "Top 9 stvari koje niste znali o ugljičnom vlaknu." Energy.gov. 29. ožujka 2013.
- Osoblje Kraljevskog društva za kemiju. "Kompozitni materijali." RSC.org.
- Wilford, John Noble. "Vratiti blagoslov u blato odstupljenom egipatskom kralju." NYTimes.com. 10. siječnja 2007.