Pri kompozitnih materialih je glavna funkcija smole prenašati napetost med ojačitvenimi vlakni in deluje kot vloga za pritrditev vlaken skupaj ter ščiti vlakna pred mehanskimi in okoljskimi poškodbami. Smolna matrika, ki se običajno uporablja za ojačitev polimernih kompozitov, je termoplastična ali termoreaktivna. Ta članek na kratko predstavlja značilnosti več običajnih matrik iz termoreaktivne smole.
Večina kompozitnih materialov v proizvodnem procesu uporablja termoreaktivne smole, ki se pretvorijo iz tekočega v trdno s postopkom, imenovanim polimerizacija ali zamreženje. Ko se termoreaktivne smole uporabljajo v proizvodnji končnih izdelkov, se "strdijo" z uporabo katalizatorjev, toplote ali kombinacije obojega. Utrjene termoreaktivne smole ni mogoče spremeniti nazaj v prvotno tekočo obliko. Običajne termoreaktivne plastike so poliester, vinil ester, epoksid in poliuretan.
Nenasičena poliestrska smola
Nenasičena poliestrska smola (UPR) je glavna sila v industriji kompozitnih materialov, ki predstavlja približno 75 % celotne uporabljene smole. Obstajajo različne surovine in tehnike obdelave, ki se lahko uporabljajo za formuliranje ali obdelavo zahtevanih lastnosti poliestrskih smol. Poliestri so vsestranski, saj jih je mogoče spremeniti ali prilagoditi v procesu gradnje polimernih verig. Uporabne so na skoraj vseh področjih industrije kompozitnih materialov.
Glavna prednost teh smol je doseči ravnovesje med zmogljivostjo (vključno z mehanskimi, kemičnimi in električnimi), dimenzijsko stabilnostjo, stroški in enostavnostjo rokovanja ali obdelave. Proizvajalci poliestra lahko zagotovijo smole s potrebnimi lastnostmi za potrebe specifičnih končnih uporabnikov.
Epoksidne smole
Epoksidna smola se lahko uporablja v različnih kompozitnih delih, konstrukcijah in betonskih popravilih. Z izboljšanjem strukture smole je mogoče izdelati veliko izdelkov z različnimi stopnjami učinkovitosti. V primerjavi z nenasičeno poliestrsko smolo je glavna prednost epoksidne smole njeno manjše krčenje.
Epoksidne smole je mogoče oblikovati tudi z različnimi materiali ali mešati z drugimi epoksidnimi smolami, da dobimo specifične lastnosti delovanja. Epoksidne smole se večinoma uporabljajo za izdelavo visoko zmogljivih kompozitnih materialov, ki imajo odlične mehanske lastnosti, odpornost proti koroziji, odlične električne lastnosti, dobro delovanje pri visokih temperaturah, dober oprijem na podlago ali kombinacijo teh prednosti. Vendar pa epoksidna smola nima posebno dobre UV odpornosti.
Vinil ester
Razvoj vinil estrov združuje prednosti epoksidnih smol z boljšim rokovanjem/hitrejšim strjevanjem, kar je tipična značilnost nenasičenih poliestrskih smol. Te smole se pripravijo z reakcijo epoksidne smole z akrilno ali metakrilno kislino. To zagotavlja mesta nenasičenosti, zelo podobna tistim, ki nastanejo v poliestrskih smolah, ko se uporablja anhidrid maleinske kisline. Nastali material smo raztopili v stirenu, da smo dobili tekočino, podobno poliestrski smoli.
Vinilne estre je mogoče utrditi tudi z običajnimi organskimi peroksidi, ki se uporabljajo s poliestrskimi smolami. Vinil ester ima mehansko žilavost in odlično odpornost proti koroziji, te izboljšane lastnosti pa je mogoče doseči brez zapletene obdelave, rokovanja ali posebnih postopkov obdelave v delavnici (običajno epoksidna smola).
Fenolne smole
Fenolne smole so vrsta smole, ki običajno temelji na fenolu (ogljikova kislina). Fenolna smola se strdi z reakcijo kondenzacije, da nastane voda, zato jo je treba med obdelavo odstraniti. Barvanje je omejeno na rdečo, rjavo ali črno.
Fenolni kompoziti imajo številne zaželene lastnosti, vključno z visoko temperaturno odpornostjo, odpornostjo na lezenje, odličnimi lastnostmi toplotne in zvočne izolacije, odpornostjo proti koroziji in odličnimi lastnostmi toksičnosti za ogenj/dim/dim. Fenolna smola se uporablja kot lepilo ali matrično lepilo za konstruiran les (vezane plošče), zavorne obloge, plošče sklopke, vezja itd.
Poliuretani
Poliuretani so družina polimerov s širokim naborom lastnosti in uporab, ki vsi temeljijo na eksotermni reakciji organskih poliizocianatov in poliolov (alkoholi, ki vsebujejo več kot eno hidroksilno skupino). Za izdelavo celotnega poliuretanskega materiala je mogoče uporabiti več osnovnih komponent z različnimi molekulskimi masami in funkcijami.
Poliuretan je na voljo v presenetljivo številnih oblikah. Ti materiali so povsod prisotni in igrajo pomembno vlogo v vseh vidikih našega vsakdanjega življenja v primerjavi s katerim koli drugim posameznim polimerom. Uporabljajo se kot premazi, elastomeri, pene ali lepila. Ko se uporablja kot premaz za zunanjo ali notranjo obdelavo, je poliuretan žilav, fleksibilen, kemično odporen in se lahko hitro strdi. Poliuretan se uporablja kot elastomer v trdnih pnevmatikah, kolesih, sklopih odbijačev ali izolaciji.
Obstaja veliko formulacij poliuretanske pene za optimizacijo gostote izolacijskih materialov, strukturnih sendvič plošč in gradbenih komponent. Poliuretan se običajno uporablja za spajanje kompozitnih struktur. Prednosti poliuretanskih lepil so, da imajo dobro odpornost na udarce, da se smola lahko hitro strdi in se lahko dobro oprime različnih površin (kot je beton).
