ماتریس (پلیمر)

وظیفه ماتریس در یک مقطع کامپوزیت به هم پیوند زدن الیاف (Fiber) به یکدیگر و نگه داشتن موقعیت آن ها به طور ثابت است به طوری که اجازه حرکت و اعوجاج بین الیاف وجود نداشته باشد. در واقع الیاف متناسب با اقتضای سازه در یک موقعیت خاص آراسته می شوند و سپس توسط ماتریس در جایگاه خود تثبیت می شوند. در شکل ۲ آرایش الیاف کربن در دو راستای متعامد نمایش داده شده است این الیاف پیش از ترکیب با ماتریس (پلیمر) به راحتی می توانند تغییر جهت داشته باشند و یا با کمترین نیرویی دچار اعوجاج شوند.

همچنین می توانید برای کسب اطلاعات در ارتباط با الیاف شیشه، الیاف کربن، الیاف آرامید و الیاف بازالت صفحات مصالح FRP (الیاف کربن، …) و  Fibers (الیاف) را مطالعه کنید.

ماتریس های گوناگونی در مارکت وجود دارند. نوع ماتریس از این جهت مورد توجه است که عواملی چون مقاومت در برابر خوردگی ، خاصیت مقاومت الکتریکی و مقاومت در برابر حرارت و آتش سوزی در کامپوزیت را مشخص می کند. ( قابل ذکر است که مشخصات مکانیکی پلیمرها از جمله مقاومت و سختی، از یک دمایی به بعد به شدت افت می کند که این دما را GTT یا دمای انتقال شیشه نام می گذارند.)

از جمله ماتریس های شناخته شده می توان پلی استر، ونیل استر، فنول و اپوکسی را نام برد.

پلی استر از آن جاییکه منجر به تولید کامپوزیتی با تمام خصوصیات مناسب می شود پرکاربردترین ماتریس شناخته می شود. ونیل استر که از زیرگروه های پلی استر غیراشباع می باشد مقاومت بسیار خوبی در مقابل خوردگی از خود نشان می دهد. در محیط های قلیایی همچون بتن، استفاده از این ماتریس بیشتر مرسوم بوده بطوری که در کنار ماتریس اپوکسی از این ماتریس نیز برای تولید میلگردهای FRP استفاده می شود (ماتریس پلی استر در محیط قلیایی عملکرد مناسبی ندارند). همچنین این ماتریس مقاومت خوبی در مقابل ضربه و خستگی دارد.

اپوکسی از طرفی بهترین و مرسوم ترین ماتریس قابل استفاده برای کامپوزیت های با الیاف کربن است. کامپوزیت ساخته شده با ماتریس اپوکسی خصوصیات مکانیکی، مقاومت در برابر خستگی بسیار برتری دارند. همچنین اپوکسی مقاومت خوبی در مقابل حرارت (در حدود ۱۰۰ درجه سانتی گراد) دارد و در برابر جریان الکتریکی رفتار بسیار مناسبی را نشان می دهد.

فنول در جایی که مقاومت بالایی در برابر حریق مورد انتظار باشد مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله خصوصیات قابل توجه فنول مقاومت حرارتی بالا، تولید دود کمتر، جلوگیری از گسترش آتش در تماس با حریق است.