Polymer composites are materials that you will have come across in your day to day living, whether you have realised it was a polymer composite or not. There are so many benefits and uses for polymer composites, and once you know more about them you will realise that your life would not be as comfortable without them.
But first, we need to understand what a polymer composite is, so let’s break down those two words.
A polymer is created by a chemical reaction that joins lots of the same type of molecule together to form one long molecule of a new substance.
Par exemple, dans l'image ci-dessous, nous voyons des molécules d'éthène individuelles. Grâce à une réaction chimique, les molécules d'éthène sont réunies pour créer de longues molécules de polyéthène.,en,Les molécules d'éthène se réunissent pour fabriquer de longues molécules de poly (Ethène),en,Les polymères ont souvent des traits similaires tels que:,en,Chimiquement non réactif: ils ne réagissent pas aux matériaux qui les entourent, ils sont donc parfaits pour stocker des choses telles que les bouteilles d'eau.,en,Solide à température ambiante: comme les plastiques ou les matériaux utilisés pour les vêtements.,en,Fort et pas facilement cassé.,en,Des exemples de polymères comprennent:,en,PVC (chlorure de polyvinyle) qui est utilisé pour fabriquer des conduites d'eau et la couche externe de câblage électrique.,en,Polyéthène (comme indiqué dans l'image ci-dessus) qui est utilisée pour fabriquer des sacs en plastique.,en
Ethene molecules join together to make long molecules of poly(ethene)
Polymers often have similar traits such as:
Examples of polymers include:
A composite is a very simple term and it literally means a material that is composed of two or more materials. For example concrete is a (very common) composite because it is made by combining materials such as cement, gravel and sand. The consistency and the qualities of the cement will depend on what ratios you combine the ingredients together in, and under what circumstances you make it. Composites are very useful and clever materials because they can combine the benefits of two (or more) materials to create a material that has the benefits of both and even loses some of the defects or cons. For example concrete is waterproof, whereas sand isn’t, and concrete can be molded, which gravel and concrete on their own can’t.
Alors maintenant, nous savons ce que signifient les deux mots individuels, nous pouvons commencer à comprendre ce que pourrait être un composite polymère.,en,Ainsi, un composite polymère est un matériau composé à l'aide d'un polymère comme l'une des pièces. Le nouveau composite polymère doit avoir les avantages du polymère ainsi que les avantages choisis du matériau avec lequel il est combiné.,en,Les composites modernes que nous construisons aujourd'hui sont généralement composés de deux composants, un,en,. Les fibres les plus courantes utilisées sont le verre, le carbone ou le polyéthène. La plupart des gens auront entendu parler,en,car c'est un nom familier commun. Le plus cher est de loin en fibre de carbone car il est si coûteux à produire et prend des millions de dollars pour construire même les machines spécialisées pour la produire.,en
So then, a polymer composite is a material that is composed using a polymer as one of the parts. The new polymer composite should have the benefits of the polymer as well as the chosen benefits of the material it is being combined with.
The modern composites we build with today are usually made of two components, a fibres et matrix. The most common fibers that are used are glass, carbon or polyethene. Most people will have heard of fiberglass as it is a common household name. The most expensive by far is carbon-fibre as it is so costly to produce and takes millions of dollars of money to even build the specialist machinery to produce it.
L'autre partie, la matrice, est généralement un thermodoste comme une époxy-résine ou un polymide.,en,La fibre est intégrée dans la matrice afin de rendre la matrice plus forte. Les composites renforcés par les fibres ont deux choses pour eux. Ils sont forts et légers. Ils sont souvent plus forts que l'acier, mais pèsent beaucoup moins. Cela signifie que les composites peuvent être utilisés pour rendre les automobiles plus légères, et donc beaucoup plus économes en carburant. Cela signifie qu'ils polluent moins aussi.,en
The fiber is embedded in the matrix in order to make the matrix stronger. Fiber-reinforced composites have two things going for them. They are strong and light. They’re often stronger than steel, but weigh much less. This means that composites can be used to make automobiles lighter, and thus much more fuel efficient. This means they pollute less, too.
Des composites polymères ont été fabriqués depuis le tout début du 20e siècle lorsque les inventeurs ont commencé à expérimenter afin de produire des plastiques. Le premier tissu synthétique a été produit en 1905 et a été appelé «lumière de cuisson». Alors qu'à l'époque, l'inventeur, Leo Baekland, s'était concentré sur la création de plastique synthétique pour fabriquer des conteneurs de stockage, de nombreuses recherches ont été consacrées à d'autres industries plus grandes telles que les industries de la navigation de plaisance, de controduction et d'aéronef. Il peut être facile de voir pourquoi ils voudraient améliorer encore une substance plastique forte, légère et tellement moins chère à produire que les autres composites. Sur le plan économique, il était logique d'investir dans le développement des composites polymères.,en
En passant de la première introduction du plastique synthétique il y a plus de 100 ans, il y a eu beaucoup de développement dans les utilisations des composites polymères. En juin 2013, Kone Elevator Company a annoncé Ultrarope pour une utilisation en remplacement des câbles en acier dans les ascenseurs. Il scelle les fibres de carbone en haute friction,en,. Contrairement au câble en acier, Ultrarope a été conçu pour les bâtiments qui nécessitent jusqu'à 1 000 mètres de portance. Les ascenseurs en acier s'élèvent à 500 mètres. La société a estimé que dans un bâtiment de 500 mètres de haut, un ascenseur utiliserait 15% de puissance électrique en moins qu'une version en acier. En juin 2013, le produit avait réussi tous les tests de certification de l'Union européenne et des États-Unis.,en polymer. Unlike steel cable, Ultrarope was designed for buildings that require up to 1,000 meters of lift. Steel elevators top out at 500 meters. The company estimated that in a 500-meter-high building, an elevator would use 15 per cent less electrical power than a steel-cabled version. As of June 2013, the product had passed all European Union and US certification tests.
Les autres utilisations incluent la marque connue «Kevlar» qui produit des gilets à l'épreuve des balles (photo ci-dessus) en composites polymères. Comme vous pouvez le voir, non seulement ils vous aident à voler ou à naviguer dans l'océan ou à tenir votre déjeuner, les composites en polymère peuvent même vous sauver la vie.,en,Les plastiques renforcés par les fibres sont parfaits pour tout produit ou plan de conception qui exige des matériaux plus légers, l'ingénierie de précision, les tolérances finies et la simplification des pièces en production et en fonctionnement. Un artefact polymère moulé est moins cher, plus rapide et plus facile à fabriquer que les artefacts en aluminium ou en acier coulé, et maintient des tolérances et des forces de matériaux similaires et parfois meilleures.,en
Fibre-reinforced plastics are perfect for any product or design plan that demands lighter materials, precision engineering, finite tolerances, and the simplification of parts in both production and operation. A moulded polymer artefact is cheaper, faster, and easier to manufacture than cast aluminium or steel artefact, and maintains similar and sometimes better tolerances and material strengths.
Bien que les composites polymères soient très courants et utilisés dans notre vie quotidienne, il existe d'autres composites très courants qui sont également utilisés. Deux des plus courants sont,en,matériaux composites. Les composites en fibre de carbone, comme son nom l'indique, sont des composites qui utilisent des fibres de carbone pour créer des matériaux plus forts et plus légers que les métaux normaux. Il est extrêmement coûteux de fabriquer des composites en fibre de carbone et à l'origine ils n'étaient utilisés que dans le,en carbon-fibre composites and glass-fibre composites. Carbon-fibre composites, as the name suggests, are composites that use carbon-fibre to create materials that are stronger and lighter than normal metals. It is extremely expensive to manufacture carbon-fibre composites and originally they were only used in the aérospatial industry. However thanks to the improvements in technology and manufacturing, the use of carbon-fibre, although still the most expensive composite, has now delved deep into other industries which really benefit from this lightweight and strong material. Carbon-fibre is now being used in the automotive industry to make super cars, in the construction industry to make houses and bridges that can stand even the most extreme weathers, and in the sporting industry such as bikes and equipment. Who wouldn’t want their snow bike to be faster and lighter than ever before?