صنعت هوافضا پس از جنگ جهانی دوم رشد سریعی داشت و موجب افزایش تقاضا برای کامپوزیتهای مهندسی در تکنولوژیهای جدید شد. فلزات مرسوم و کامپوزیتهای معمول در آن زمان نمی توانستند نیازهای فنی جدید را تامین نمایند. آنها به مواد جدیدی احتیاج داشتند که سبک باشند، پایداری حرارتی و اکسیداسیون خوبی داشته باشند و خواص مکانیکی خوبی داشته باشند. تا آن زمان پلیمرهای جدیدی با خواص عالی حرارتی معرفی شده بودند ولی تنها عده ای از آنها موفقیت تجاری داشتند. علت این امر مشکلاتت فنی ساخت و قیمت بالای آنها بود.
اولین دسته پلی ایمیدهای تجاری اوایل سالهای دهه 60 معرفی شد. تداوم موفقیت این پلیمرها حاصل از فراوانی و ارزانی مواد اولیه آنها و امکان ساخت و طراحی پلیمرهایی با خواص مورد نظر از آنها بود. پلی ایمیدها از گروهی از مونومرهای دی انیدریدی و دی آمینی تهیه می شوند و مشخصه آنها واحدهای تکراری ایمید در زنجیر مولکول است. این ساختار موجب پایداری حرارتی و اکسیداسیونی آنها می شود.پایداری بالای اکسیداسیون حرارتی توسط مونومرهای با ساختار حلقوی ، قابل دستیابی است . پلی ایمیدها معمولا از طریق تبدیل یک اسید آمیک به یک ساختار ایمیدی شده با واکنش تراکمی ، فرآیند می شوند و این امر فرآیند آنها را مشکل می کند. استفاده از آنها به عنوان ترکیبات قالبگیری دشوار است. برای ساخت سازه های کامپوزیتی ، فشار بسیار بالا و کنترل دقیق فرآیند پس – پخت برای خروج محصولات جانبی حاصل از پلیمریزاسیون تراکمی ضروری است. اگر چه پلی ایمیدها به عنوان رزین های گرماسخت دسته بندی می شوند (بدلیل شرایط خاص فرآیند و دمای ذوب بالای آنها) یک دسته از پلی ایمیدها در گروه مواد گرمانرم قرار می گیرند. پلی ایمیدهای گرمانرم با روشهای مشابه سایر گرمانرم ها ، شکل داده می شوند، به دلیل آنکه پلی ایمیدهای ترموپلاستیک شبکه نمیشوند، می توان آنها را در حلالهای منتخب حل کرد.
PEEK:
کامپوزیتهای گرماسخت تقویت شده با الیاف معمول، استحکام و سختی بالایی از خود نشان می دهند ولی رفتار شکننده ایی دارند. این رزین ها امکان جذب مقادیر بالای انرژی را بدون تخریب و صدمه و کاهش استحکلم ندارند. حتی ضربه های با سرعت پایین می تواند کاعش شدیدی در استحکام فشاری این مواد ایجاد نماید. اخیرا کامپوزیتهای با ماتریاس گرمانرم توسعه یافته اند . شناخته شده ترین آنها کامپوزیتهای الیاف کربن و رزین پلی اتر کتون(PEEK) می باشد.
رزین های طبیعی
بدلیل نگرانیهای زیست محیطی ، و امکان پایان ذخایر نفتی ساخت کامپوزیتهای با پایه رزین های طبیعی از منابع قابل تجدید ، اهمیت یافته است . کم کردن وابستگی صنایع کامپوزیتهای پلیمری به نفت ، با کاربری رزین های طبیعی امکان پذبیر است.
دانشمندان علاقه زیادی به تحقیق و توسعه پلیمرهای حاصل از منابع قابل تجدید کشاورزی به جای هیدروکربنها دارند. آنها تلاشهایی برای استفاده های روغن سویا (soybean) برای تولید کامپوزیتهای زیست تخریب پذیر ، ارزان و سبک ، انجام داده اند . اخیرا روش هایی برای ایجاد سایتهای فعال روی مولکولها و امکان ایجاد شبکه متراکم ابداع شده است . افزودن گروههای عاملی مختلف به مولکول می تواند شکل واکنشهای شیمیایی را تغییر دهد. خواص رزین های بر پایه روغن سویا می تواند توسط دستکاریهای ژنتیکی در حال انجام توسط شرکتهایی مانند DUPONT و MONSANTO تغییر یابد.
منبع: پلیم پارت
