Σύνθετοι πίνακες

Στην επιστήμη των υλικών, ο πίνακας είναι το συστατικό ενός σύνθετου υλικού.

 Λειτουργίες 
Ένας πίνακας εξυπηρετεί τις ακόλουθες λειτουργίες:
 Δεσμεύει τις ίνες ενίσχυσης.
 Δίνει στο σύνθετο στοιχείο το σχήμα του και καθορίζει την ποιότητα της επιφάνειάς του.

Οργανικές μήτρες
Παραδοσιακά υλικά, όπως κόλλες και λάσπες, χρησιμοποιούνταν από ανέκαθεν ως μήτρες για την πλίνθο και το χαρτί-μασέ.

Οι πιο συνηθισμένες μήτρες είναι τα πολυμερή (που χρησιμοποιούνται κυρίως για πλαστικά ενισχυμένα με ίνες). Τα πιο συνηθισμένα σύνθετα υλικά με βάση πολυμερή, συμπεριλαμβανομένων των ινών άνθρακα, των ινών γυαλιού και του Kevlar, διαθέτουν συνήθως τουλάχιστον δύο μέρη, τη ρητίνη και το υπόστρωμα. Το ασφαλτικό σκυρόδεμα, που χρησιμοποιείται συχνά στην οδοποιία, αποτελείται από μια μήτρα που ονομάζεται άσφαλτος. Η λάσπη (wattle and daub) χρησιμοποιήθηκε εκτενώς. 

Η πολυεστερική ρητίνη είναι κατάλληλη για τα περισσότερα έργα κηπουρικής. Τείνει να έχει κιτρινωπό χρώμα. Χρησιμοποιείται συχνά για την κατασκευή ιστιοσανίδων και για θαλάσσιες εφαρμογές. Συνήθως επικαλύπτεται καθώς τείνει να αλλοιώνεται με την πάροδο του χρόνου και είναι ευαίσθητη στο υπεριώδες φως. Το υπεροξείδιο θεωρείται ο σκληρυντικός παράγοντας για την πολυεστερική ρητίνη. Συνήθως χρησιμοποιείται το MEKP (υπεροξείδιο της μεθυλαιθυλοκετόνης) για την πολυεστερική ρητίνη. Μια αντίδραση σκλήρυνσης ξεκινά όταν το υπεροξείδιο ενώνεται με τη ρητίνη και αποσυντίθεται για να δημιουργήσει ελεύθερες ρίζες. Σε αυτά τα συστήματα, τα σκληρυντικά συχνά ονομάζονται καταλύτες. Ωστόσο, δεν ανταποκρίνονται στον αυστηρότερο χημικό ορισμό του καταλύτη επειδή δεν επανεμφανίζονται αμετάβλητοι στο τέλος της αντίδρασης.

Η ρητίνη βινυλεστέρα έχει χαμηλότερο ιξώδες από την πολυεστερική ρητίνη και είναι πιο διαφανής. Τείνει επίσης να έχει μια πορφυρή έως γαλαζωπή έως πρασινωπή απόχρωση. Η τιμή της ρητίνης βινυλεστέρα είναι παρόμοια με εκείνη της πολυεστερικής ρητίνης. Χρησιμοποιεί τους ίδιους σκληρυντικούς παράγοντες με την πολυεστερική ρητίνη (σε παρόμοια αναλογία ανάμιξης). Δεν υποβαθμίζεται πολύ με την πάροδο του χρόνου, σε σύγκριση με την πολυεστερική ρητίνη, και είναι πιο εύκαμπτη. Κατά κανόνα, η ρητίνη βινυλεστέρα θεωρείται ανθεκτική στα καύσιμα. Ωστόσο, λιώνει όταν έρχεται σε επαφή με βενζίνη.

Οι πολυμερείς ρητίνες μνήμης σχήματος (SMP) είναι υλικά που διατηρούν το σχήμα τους και μπορούν να τροποποιούνται τακτικά με θέρμανση πάνω από τη θερμοκρασία υαλώδους μετάπτωσης (Tg). Γίνονται ελαστικά και εύκαμπτα όταν θερμαίνονται, επιτρέποντας την εύκολη μορφοποίησή τους. Διατηρούν το νέο τους σχήμα όταν ψύχονται. Όταν θερμαίνονται πάνω από την Tg τους, επιστρέφουν στο αρχικό τους σχήμα. Το πλεονέκτημα αυτών των ρητινών είναι ότι, χωρίς να χάνουν τις υλικές τους ιδιότητες, μπορούν να πλάθονται και να αναδιαμορφώνονται τακτικά. Οι ρητίνες αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή σύνθετων υλικών με μνήμη σχήματος. Ανάλογα με τη σύνθεσή τους, έχουν μεταβλητά οπτικά χαρακτηριστικά. Οι ρητίνες αυτές μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές πολύ χαμηλών θερμοκρασιών, για παράδειγμα για αισθητήρες που υποδεικνύουν αν τα ευπαθή τρόφιμα έχουν υπερβεί μια δεδομένη μέγιστη θερμοκρασία, όταν είναι ακρυλικής βάσης- σε διαστημικές εφαρμογές όταν είναι κυανικού εστέρα- σε επισκευές αμαξωμάτων αυτοκινήτων και εξοπλισμού εξωτερικού χώρου όταν είναι εποξειδικής βάσης.

Ανόργανες μήτρες
Το τσιμέντο (σκυρόδεμα), τα κεραμικά, μερικές φορές τα γυαλιά και τα μέταλλα είναι τα υλικά που χρησιμοποιούνται. Μερικές φορές προτείνονται ασυνήθιστες μήτρες, όπως ο πάγος, όπως στην περίπτωση του pykecrete.

Βιβλιογραφία
  Polymer Matrix Composite Materials: Structural and Functional Applications 
 Interfaces in Metal Matrix Composites: Composite Materials, Vol. 1
 Metal Matrix Composites Nanjappan Natarajan, Vijayan Krishnaraj, J. Paulo Davim

Δείτε επίσης
Υαλοβάμβακας

Παραπομπές


Κατηγορία:Σύνθετα υλικά