高聚物與一種或數種異質、異形、異性的材料複合粘結而成的多相材料。高聚物複合材料綜合了原有各種材料的性質,具有質輕、強度高、耐溫、耐腐蝕、絕熱、絕緣等性質。還可以根據需要進行材料設計,使構成的複合材料具有最佳性能,以滿足特殊的要求。
高聚物複合材料分為高聚物結構複合材料和高聚物功能複合材料兩類。以前者為主,後者尚在發展中。
高聚物結構複合材料 是由高強度的承力增強材料(稱增強劑)和較柔韌的起傳遞力和粘合作用的基體材料所組成,二者之中至少有一種是高聚物。其中發展最快的、產量最大的是纖維增強塑膠,所用增強劑為高強度、高模量、耐熱的纖維如玻璃纖維、碳纖維、硼纖維、聚芳醯胺纖維等和上述纖維的混雜品或織物。基體材料有不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚醯亞胺等熱固性樹脂和聚乙烯、聚丙烯、尼龍、聚碸、聚碳酸酯、ABS 樹脂等熱塑性樹脂(見玻璃纖維增強塑膠、碳纖維增強塑膠、硼纖維增強塑膠)。高聚物複合材料的比強度和比模量,比金屬材料高几倍(見表)。
高聚物複合材料
加工成型 視所用樹脂的類型而定,對於熱固性樹脂,一般將纖維或織物浸漬液態樹脂後,經過預成型(有手工糊製法、模壓法、氣袋法和纏繞法),再將樹脂固化。對於熱塑性樹脂,則在擠出機中與短纖維混合造粒,然後注射成型。發展了各種型材的連續成型工藝,如連續卷纏、拉拔等。複合材料成型設備雖較簡單,但是工藝周期較長。
套用 高聚物複合材料的套用很廣,它是航空、航天工業中的重要材料。現代飛機設計中計畫大量採用高聚物複合材料,以減輕重量。汽車工業為了節約用油也趨向大量使用高聚物複合材料,以減輕車身重量。造船工業用它製造1000噸以下的船艇,不僅重量輕而且耐海水腐蝕,維修也方便。此外,也大量用在大型耐腐蝕貯槽、管道和壓力容器、建築材料和體育器材等方面。