Применение многокомпонентных материалов оказало существенное влияние на прогресс во многих отраслях промышленности, и в особенности — в строительстве и архитектуре.
Идея использования композитов – стара как мир. Еще в древности в глиняные кирпичи добавляли солому для прочности.
Конструктивно композиционные материалы на основе полимеров можно разделить на 2 основные составляющие – матрицу и наполнители. В полимерных композиционных материалах матрицей служит вещество со сложной молекулярной структурой (полимер), а наполнителями материалы, определяющие основные свойства будущего композита.
Стеклопластики
Для получения стеклопластика матрицу из термоактивной синтетической смолы (полиэфирной, эпоксидной или фенольной) или из термопластичного полимера (полистирола, полиэтилена) армируют стекловолокном. Стеклянные волокна формуют из расплава неорганического стекла. Для стеклопластиков характерна высокая прочность, низкая теплопроводность, высокие электроизоляционные свойства. Уникальным свойством стеклопластиков является их радиопрозрачность. Первоначально, количество стекловолокна в конечном продукте было невелико. Сейчас оно достигает 80%. Матрица армированная тканью из стеклянных волокон – это стеклотекстолит. Сегодня в строительстве широко применяются панели из стеклопластика, в основном для сооружения спортивных объектов, складов и офисных зданий. Также в строительстве используется стеклопластиковая арматура, стеклопластиковые трубы и сэндвич-панели из стеклопластика. Также из стеклопластика изготавливают бассейны и различные емкости.
Углепластики
Если волокна сополимеров акрилонитрила или целлюлозы подвергнуть специальной трехэтапной термической обработке (окисление, карбонизация, графитизация), то получаются волокна с очень высоким содержанием углерода. Применение таких волокон в качестве наполнителя к полимерам придает последним особые свойства. Углепластики – это очень прочные и легкие материалы. Модуль упругости графитовых волокон гораздо выше, чем у стеклянных, а их коэффициенте линейного расширения почти равен нулю. Материал электропроводен. Область применения несколько ограничена из-за его постоянного черного цвета. Производство углепластиков требует использования высокотехнологичного оборудования при высоких температурах , что существенно влияет на стоимость конечного продукта. В строительстве все большую популярность набирает композитная углеволоконная арматура, используемая для создания сложных конструктивных схем и высокопрочных ответственных конструкций.
Текстолиты
Первые текстолиты были получены в 20-ые годы прошлого века. Их основой служит фенолформальдегидная смола. Процесс получения текстолита состоит в прессовании, пропитанных смолой полос ткани при высокой температуре. Вначале текстолитовые пластины применялись в основном для покрытия кухонных столов. Со временем количество исходных материалов, использующихся в качестве связующего компонента, существенно увеличилось. Сейчас используются широко термопластичные и термореактивные полимеры. Наполнителями могут служить самые разнообразные ткани – хлопковые, стеклянные, асбестовые, углеродные и базальтовые. На специальном оборудовании можно изготавливать не только пластины, но и формировать фигурные изделия.
Количество и разнообразие полимерных композиционных материалов в сегодняшнем мире огромно. Их значение трудно переоценить. И постоянно появляются новые разработки. Дело в том, что основа композитов – полимеры химически инертны и спокойно «переносят» присутствие инородного вещества. Поэтому перечень веществ и материалов, применяющихся в качестве наполнителя, постоянно расширяется.
