کامپوزیت برای پوشش نمای بیرونی و یا دکوراسیون داخلی ساختمان‌ها به صورت دیواره،  پارتیشن و سقف کاذب کاربرد فراوانی دارد. این ورق‌ها متشکل از دو لایه ورق آلومینیومی در پوسته‌های بیرونی و یک لایه از مواد پلی‌اتیلن و یا مواد نسوز کانی در وسط می‌باشد.

ورق‌های کامپوزیت با توجه به ضخامت، نوع آلیاژ آلومینیومی لایه‌ها، نوع رنگ بکار رفته در پوسته بیرونی و نوع مواد بکار رفته در  لایه میانی تنوع وسیعی را به ورق‌های مذکور می‌دهد که هر کدام از انواع آن کیفیت و کاربرد معینی را دارا می‌باشد. از این رو جابه‌جایی کاربرد آن‌ها زیان‌های فاحشی را بوجود می‌آورد.

کامپوزیت‌ها موادی چند جزئی هستند که خواص آن‌ها در مجموع از هرکدام از اجزاء بهتر است. ضمن آن که اجزاء مختلف، کارایی یکدیگر را بهبود می‌بخشند. اگرچه کامپوزیت‌های طبیعی، فلزی و سرامیکی نیز در این بحث می‌گنجند، ولی در این جا تنها به کامپوزیت‌های پلیمری می‌پردازیم.

composite 2 آشنایی با نمای کامپوزیت

در کامپوزیت‌های پلیمری حداقل دو جزء مشاهده می‌شود:

  • فاز تقویت‌کنندهکه درون ماتریس پخش شده است.
  • فاز ماتریسکه فاز دیگر را در بر می‌گیرد و یک پلیمر گرماسخت یا گرمانرم می‌باشد که گاهی قبل از سخت شدن آن را رزین می‌نامند.

تقسیم‌بندی‌های مختلفی در مورد کامپوزیت‌ها انجام گرفته است که در این جا به یکی از آن‌ها اشاره می‌شود: خواص کامپوزیت‌ها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشکیل‌دهنده و ترکیب درصد آنها، شکل و آرایش تقویت‌کننده و اتصال دو جزء به یکدیگر بستگی دارد.
از نظر فنی، کامپوزیت‌های لیفی، مهم‌ترین نوع کامپوزیت‌ها می‌باشند که خود به دو دسته الیاف کوتاه و بلند تقسیم می‌شوند. الیاف می‌بایست استحکام کششی بسیار بالایی داشته، خواص لیف آن (در قطر کم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل می‌شود و ماتریس پلیمری در واقع ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیکی و شیمیایی، کار انتقال نیرو به الیاف را انجام می‌دهد. ضمناَ ماتریس الیاف را به مانند یک چسب کنار هم نگه می‌دارد و البته گسترش ترک را محدود می‌کند. مدول ماتریس پلیمری باید از الیاف پایین‌تر باشد و اتصال قوی بین الیاف و ماتریس بوجود آورد. خواص کامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و کیفیت اتصال رزین و الیاف دارد. اگر الیاف از یک حدی که طول بحرانی نامیده می‌شود، کوتاه‌تر باشند، نمی‌توانند حداکثر نقش تقویت‌کنندگی خود را ایفا نمایند.

composite 1 آشنایی با نمای کامپوزیت

الیافی که در صنعت کامپوزیت استفاده می‌شوند به دو دسته تقسیم می‌شوند:

الف- الیاف مصنوعی

ب- الیاف طبیعی

کارایی کامپوزیت‌های پلیمری مهندسی توسط خواص اجزاء آنها تعیین می‌شود. اغلب آن‌ها دارای الیاف با مدول بالا هستند که در ماتریس‌های پلیمری قرار داده شده‌اند و فصل مشترک خوبی نیز بین این دو جزء وجود دارد. ماتریس پلیمری دومین جزء عمده کامپوزیت‌های پلیمری است. این بخش عملکردهای بسیار مهمی در کامپوزیت دارد. اول این که به عنوان یک بایندر یا چسب الیاف تقویت‌کننده را نگه می‌دارد. دوم، ماتریس تحت بار اعمالی تغییر شکل می‌دهد و تنش را به الیاف محکم و سفت منتقل می‌کند. سوم، رفتار پلاستیک ماتریس پلیمری، انرژی را جذب کرده، موجب کاهش تمرکز تنش می‌شود که در نتیجه، رفتار چقرمگی در شکست را بهبود می‌بخشد. تقویت‌کننده‌ها معمولا شکننده هستند و رفتار پلاستیک ماتریس می‌تواند موجب تغییر مسیر ترک‌های موازی با الیاف شود و موجب جلوگیری از شکست الیاف واقع در یک صفحه شود. بحث در مورد مصادیق ماتریس‌های پلیمری مورد استفاده درکامپوزیت‌ها به معنای بحث در مورد تمام پلاستیکهای تجاری موجود می‌باشد. در تئوری تمام گرماسختها و گرمانرمها می‌توانند به عنوان ماتریس پلیمری استفاده شوند. در عمل، گروه‌های مشخصی از پلیمرها به لحاظ فنی و اقتصادی دارای اهمیت هستند. در میان پلیمرهای گرماسخت پلیاستر غیر اشباع، وینیل استر، فنل فرمآلدهید(فنولیک) اپوکسی و رزین‌های پلی‌ایمید بیشترین کاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهای متعددی استفاده می‌شوند،PEEK ، پلی‌پروپیلن و نایلون بیشترین زمینه و اهمیت را دارا هستند. همچنین به دلیل اهمیت زیست‌محیطی، دراین بخش به رزین‌های دارای منشا طبیعی و تجدیدپذیر نیز، پرداخته شده است.

از الیاف متداول در کامپوزیت‌ها می‌توان به شیشه، کربن و آرامید اشاره نمود. در میان رزین‌ها نیز، پلی استر، وینیل استر، اپوکسی و فنولیک از اهمیت بیشتری برخوردار هستند.

 

آشنایی با نمای کامپوزیت