История композита

Композит – искусственный материал, состоящий из нескольких слоев,  дополняющих и улучшающих физические свойства изначально применяемого сырья. Важное значение, для параметров композита имеют свойства армирующего материала и монолитность готового продукта. Путем комбинирования сырья, возможно существенное увеличение прочности, стойкости к удару, водонепроницаемости и прочих потребительских характеристик. Как правило, итоговый материал выходит значительно эстетичней и неплохо поддается обработке. Путем добавления в композит различных красителей возможно придать готовому изделию любой цвет.

Как наиболее яркий пример древнего композиционного материала можно привести прообраз фанеры - в 3400 г. до н.э., в Месопотамии, существовала технология склейки полосок дерева под разными углами. Также в Древнем Египте и Месопотамии добавляли, рубленную солому, как армирующий материал, в глиняные кирпичи. После добавления соломы, кирпичи просто сушились на солнце, не подвергаясь обжигу. Несмотря на кажущуюся простоту технологии остатки подобных крепостных сооружений сохранились в Египте до наших дней.

В 19 веке революция в химии повлекла за собой дальнейшее развитие технологии композитных материалов. Благодаря полимеризации появилась возможность преобразования смол из жидкого в твердое состояние.

В начале 20 века были открыты виды фенольно-формальдегидных смол, одной из которых был бакелит (карболит в России) – первый синтетический не расплавлявшийся под воздействием высоких температур диэлектрический пластик, который впоследствии широко использовался как электрический изолятор.

К началу 40-х годов 20 века компания Owens Corning запустила производство стеклопластика FRP(fiber-reinforced plastic – пластмасса армированная стекловолокном). В 1936 году были запатентованы ненасыщенные полиэфирные смолы. В 1938 году стали доступны показавшие высокую производительность эпоксидные смолы.

Вторая мировая война подтолкнула технологию стеклопластика от стадии исследования к практическому применению. Композит оказался полностью прозрачен для радиоволн и за счет своей исключительной прочности нашел применение в защитных куполах для радиолокационного и прочего радиоэлектронного оборудования.

К началу 50-х годов было опробовано уже несколько способов формования, из которых впоследствии два (SMC - прессование из листового формовочного соединения и BMC – объемной формовки) превратились в основные.

В 1961 году было запатентовано углеродное волокно, уже нашедшее ранее свое применение в промышленности. Углепластик, за счет большей жесткости по отношению к весу, расширил возможность применения композита в аэрокосмической, спортивной и автомобильной и бытовой отраслях. Самым крупным рынком композитных материалов в 60-х годах был морской.

К началу 70-х годов дальнейшее открытие волокон из ультраполиэтилена высокой молекулярной массы и появление улучшенных смол расширило возможности применения композита в агрессивных средах и при очень высоких температурах. С этого момента и по настоящее время крупнейшим рынком сбыта композиционных изделий остается автомобильный.

За счет частичной замены и благодаря своим исключительным свойствам такого традиционного материала как металл, к 2000 году композит уже был широко представлен в строительстве, электроэнергетике, авиа, авто, железнодорожном и морском транспорте, спортивных и медицинских приборах и оборудовании.

Наука не стоит на месте, исследования в области новых технологий и материалов позволяют серьезно улучшать физические свойства композиционных материалов.


Назад к списку