Ventajas y desventajas de compuestos del polímero

El transbordador espacial tenía baldosas compuestas de polímero en el borde de sus alas.
El transbordador espacial tenía baldosas compuestas de polímero en el borde de sus alas. (Imagen: Joe Raedle / Getty Images News / Getty Images)

compuestos de polímeros consisten en fibras embebidas en una matriz de plástico elástico. La fibra proporciona la resistencia, o de refuerzo, para el material compuesto, y la matriz proporciona el soporte. Los materiales compuestos se producen en la naturaleza. La madera es un compuesto natural que consiste de celulosa como la fibra y lignina como la matriz. compuestos de polímeros son ligeros y resistir el calor y la corrosión mejor que los plásticos convencionales o compuestos naturales. Fueron desarrollados por primera vez en la década de 1940 para aplicaciones militares y aeroespaciales.

Fibra

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Vidrio y fibras naturales tales como paja, yute y cáñamo han proporcionado refuerzo para materiales de matriz desde la antigüedad. Los primeros materiales compuestos poliméricos desarrollados en los años 1940 utilizan fibras de vidrio y de carbono. en polvo, de nitruro de boro y de poliaramida fibras de boro, tales como Kevlar se utilizan como refuerzo para materiales de alto rendimiento tales como cascos de aeronaves. Boro y poliaramidas forman estructuras moleculares de cadena larga que proporcionan la resistencia de la fibra.

Matriz

Los termoestables y termoplásticos son materiales de matriz. Los termoestables son plásticos que fijan irreversiblemente cuando se endurece químicamente o vulcanizado. Ejemplos de ello son la resina epoxi y el caucho vulcanizado. Estos materiales tienen una alta resistencia al calor. Los termoplásticos son materiales que se licuan cuando se calientan y establece como el vidrio cuando se enfría. Celuloides, acrílicos y poliésteres son ejemplos.

Fuerza

Los materiales naturales son ortótropo, lo que significa que son más fuertes en una dirección que en otra. compuestos de polímeros se pueden fabricar para ser isotrópica - poseer fuerza igual en todas las direcciones - o ortotrópico. Alta resistencia a la tracción es la ventaja principal de un compuesto de polímero. fibras de poliaramida son cinco veces más fuerte que el acero sobre una base de peso por peso. Su desventaja es que tienen una resistencia a la compresión baja y pueden romperse fácilmente.

El peso y la resiliencia

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compuestos de polímeros son materiales ligeros que proporcionan una ventaja para cascos de aviones y la carrocería de la bicicleta. vehículos de mercancías pesadas y militares utilizan materiales compuestos, tanto en sistemas de motor y transmisión y la carrocería. sistemas de transporte masivo en trenes, metros y autobuses utilizan materiales compuestos para techos, paredes, pisos y asientos. compuestos de polímeros tienen una alta resistencia a la corrosión química y arañazos. Su resistencia al agua de mar y el óxido es una ventaja cuando se utilizan en otras embarcaciones o fabricación embarcaciones marinas.

Propiedades materiales

Hay una comprensión limitada de las propiedades del material de materiales compuestos de polímero en un nivel micro y molecular. La resina debe envolver la fibra enteramente dentro del material compuesto. Si no, se reduce la resistencia del material. propiedades micro-mecánica del material compuesto en la interfaz entre la resina y la fibra son también no se comprenden bien.

Costo

El costo de materiales compuestos poliméricos puede superar muchas de sus ventajas. Los materiales avanzados requieren costosos procedimientos de diseño y procesamiento. personal de la empresa necesitan formación adicional para producirlos. El proceso de producción puede requerir salvaguardias ambientales y de salud adicional y. propiedades especiales del material deben justificar el costo de su diseño y producción.

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