Polymerkompositer består av fibrer inbäddade i en fjädrande plastmatris. Fibern ger styrkan eller förstärkningen för kompositmaterialet, och matrisen ger stödet. Kompositmaterial förekommer i naturen. Trä är en naturlig komposit bestående av cellulosa som fiber och lignin som matris. Polymerkompositer är lätta och motstår värme och korrosion bättre än konventionella plaster eller naturliga kompositer. De utvecklades första gången på 1940-talet för militära och flygtekniska tillämpningar.

Fiber

Glas och naturfibrer som halm, jute och hamp har gett förstärkning av matrismaterial sedan antiken. De första polymerkompositerna som utvecklades på 1940-talet använde glas- och kolfibrer. Borpulver, bornitrid och polyaramidfibrer som Kevlar används som förstärkning för högpresterande material som flygskrov. Bor och polyaramider bildar långkedjiga molekylstrukturer som ger fiberstyrkan.

Matrix

Termosätt och termoplast är matrismaterial. Termosätt är plaster som ställs irreversibelt när de kemiskt härdats eller vulkaniseras. Exempel är epoxiharts och vulkaniserat gummi. Dessa material har en hög värmebeständighet. Termoplaster är material som kondenseras vid upphettning och sätts som glas när de kyls. Celluloider, akryler och polyestrar är exempel.

Styrka

Naturmaterial är ortopotropiska, vilket betyder att de är starkare i en riktning än en annan. Polymerkompositer kan tillverkas så att de är isotropa - har lika styrka i alla riktningar - eller ortotropiska. Hög draghållfasthet är den främsta fördelen med en polymerkomposit. Polyaramidfibrer är fem gånger starkare än stål på viktbasis. Deras nackdel är att de har en låg tryckhållfasthet och kan lätt bryta sig.

Vikt och motståndskraft

Polymerkompositer är lätta material som ger en fördel för flygskrov och cykelkarosseri. Militära och tunga lastbilar använder kompositer i både karosseri- och motor- och transmissionssystem. Masstransitationssystem i tåg, tunnelbana och bussar använder kompositer för tak, väggar, golv och sittplatser. Polymerkompositer har ett högt motstånd mot kemisk korrosion och repor. Deras motståndskraft mot havsvatten och rost är en fördel när den används i båtar eller annan tillverkning av båtfartyg.

Materialegenskaper

Det finns en begränsad förståelse för polymerkomposits materialegenskaper på en mikro och molekylär molekyl nivå. Hartset måste omsluta fibern helt inom kompositmaterialet. Om inte, reduceras materialets styrka. Kompositens mikromekaniska egenskaper vid gränssnittet mellan harts och fiber är inte heller väl förstådda.

Kostnad

Kostnaden för polymerkompositer kan uppväga många av deras fördelar. Avancerade material kräver dyra konstruktions- och bearbetningsförfaranden. Företagets personal behöver extra utbildning för att producera dem. Produktionsprocessen kan kräva extra hälso- och miljöskyddsåtgärder. Materialets speciella egenskaper måste motivera kostnaden för design och produktion.