Связующим компонентом (матрицей) в полимерных композиционных материалах (композитах) является полимер.
Полимерным связующим могут быть любые органические полимеры. Наполнителями полимерных композитов могут служить металлические порошки, углеродные наполнители, полимеры (отличающиеся от матрицы), в общем, все типы наполнителей, использующиеся и для других видов композитов.
Необходимая адгезия между компонентами достигается либо чисто механическим способом (очень редко), либо образованием химических связей между матрицей с ковалентными связями и наполнителем с металлическими или ионными связями (не всегда получается). Для улучшения адгезии в полимерных композитах широко применяют модифицирование поверхностного слоя компонентов.
Верхняя граница рабочих температур полимерных композитов составляет 200-400 0С. Сочетанием различных матриц, наполнителей и их концентрации можно получить множество композитов.
В настоящее время номенклатура полимерных композитов насчитывает сотни наименований с различными уникальными свойствами: прочностью, коррозионной стойкостью, электропроводностью и др. Они широко применяются в строительстве, авиа-, судно- и автомобилестроении, электрооборудовании.
В стандарте ГОСТ Р 50579-93 устанавливается классификация конструкционных полимерных композиционных материалов, применяемых в машиностроении.
1.1 Классификация полимерных композитов осуществляется по следующим признакам:
— количеству компонентов основного материала и армирующих наполнителей;
— природе материала компонентов;
— форме компонентов;
— структуре;
— способу изготовления.
1.2 По количеству компонентов полимерные композиты подразделяются на:
— двухкомпонентные;
— поликомпонентные.
1.3 По природе основного материала полимерные композиты подразделяются на:
— термопластичные;
— термореактивные;
— термоэластопласты.
1.4 По природе материала армирующих наполнителей полимерные композиты подразделяются на:
— органические;
— неорганические;
— комбинированные.
1.5 По форме армирующих компонентов полимерные композиты подразделяются на:
— микроформные;
— волокнистые;
— пластинчатые;
— комбинированные.
1.5.1 Микроформные полимерные композиты подразделяются на:
— порошковые;
— гранульные;
— микросферные.
1.5.2 Волокнистые полимерные композиты подразделяются на:
— моноволоконные;
— жгутовые:
— тканевые;
— нетканые;
— трикотажные.
1.6 По структуре полимерные композиты подразделяются на:
— слоистые;
— армированные.
1.6.1 Слоистые полимерные композиты подразделяются на:
— однослойные;
— многослойные.
1.6.2 Армированные полимерные композиты подразделяются на:
— однонаправленно-армированные;
— пространственно-армированные;
— хаотически-армированные.
1.7 По способу изготовления полимерные композиты подразделяются на:
— пропитанные;
— прессованные;
— литые;
— спеченные;
— напыленные;
— формованные;
— штампованные;
— намотанные:
— экструдированные;
— пултрудированные;
— комбинированные.
Наиболее распространенным видом полимерных композитов являются наполненные пластики. В качестве наполнителей они содержат дисперсные вещества в твердом, жидком или газообразном состоянии. Представители такого типа композитов – металлонаполненные пластики, графитопласты, ионнообменные смолы.
Другой обширной группой полимерных композитов являются армированные пластики, которые содержат в качестве упрочняющего компонента волокнистые, тканевые, сеточные или листовые наполнители. Волокнистые армированные пластики могут содержать непрерывные или дискретные волокна. В слоистых армированных пластиках упрочняющий компонент располагается слоями. Известными представителям этой группы композитов являются стеклопластики – материалы с полимерной матрицей, армированной стекловолокном, и углепластики.
Смеси полимеров – композиты, в которых и наполнитель, и матрица - это полимеры. Как правило, смешивают полимеры, которые плохо совместимы или несовместимы друг с другом. Получается гетерофазная система, фазные частицы в которой имеют удлиненную форму. Представителем этого типа композитов являются, например, пропиточные компаунды.