ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 3 2024 268 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ египтяне и жители Месопотамии, использовали смесь глины и соломы для строительства прочных конструкций, что свидетельствует о давней пользе композиционных материалов. Этот древний метод, который до сих пор применяется в кирпичных блоках, обеспечивает конструкциям впечатляющее сопротивление сжатию, разрыву и изгибу [1]. Спрос на композиционные материалы значительно вырос, что способствовало развитию производства полимеров, армированных волокнами (FRP). К 1945 году промышленность использовала более 7 млн фунтов стекловолокна для производства широкого ассортимента продукции, в основном для военных целей. После войны использование композитов быстро расширилось, особенно в 1950-х годах, когда новаторы начали внедрять их в такие области, как аэрокосмическая промышленность, строительство и транспорт. Высокая коррозионная стойкость стеклопластиковых композитов быстро завоевала признание, особенно в государственном секторе [2]. В настоящее время индустрия композиционных материалов постоянно развивается, особенно в секторе возобновляемых источников энергии. Инновации в области композиционных материалов имеют решающее значение для разработки лопастей ветряных турбин увеличенного размера. Инженеры могут разрабатывать композиционные материалы с учетом конкретных требований к производительности. Это включает в себя усиление композита в одном направлении путем выравнивания волокон для повышения прочности, при этом намеренно оставляют более слабые участки в менее критичных направлениях. Кроме того, выбор подходящих материалов матрицы позволяет инженерам адаптировать такие свойства, как стойкость к нагреву, химическим веществам и атмосферным воздействиям [3]. В последние годы наблюдается растущий интерес к использованию натуральных волокон как альтернативы синтетическим, что обусловлено осознанием необходимости охраны окружающей среды и настоятельной необходимостью экологически рационального развития. Цель этой работы – дать подробный обзор научных и технологических достижений, лежащих в основе композиционных материалов, а также технологий их производства и различных областей применения [1]. Экокомпозиты Повышение осведомленности об экологических проблемах во всем мире привело к разработке пригодных для вторичной переработки, биоразлагаемых экономичных экоматериалов на основе экологически чистых составляющих. Указанная тенденция способствовала росту сообщества исследователей и дизайнеров, стремящихся снизить воздействие производства полимерных композитов на окружающую среду. Экокомпозиты – это особый тип композиционных материалов, в которых либо матрица, либо упрочняющая фаза, либо и то и другое производится из природных компонентов. Такие материалы изготавливаются путем сочетания растительных волокон с натуральными смолами, что представляет собой значительный шаг вперед в создании более экологичных и биоразлагаемых материалов. Эта разработка не только предлагает выход из растущего экологического кризиса, но и решает проблемы, связанные с утилизацией отходов и истощением ископаемых ресурсов [4]. Основными компонентами экологически чистых композиционных материалов являются матрица и упрочняющий компонент. В качестве матрицы могут быть использованы как бионеразлагаемые материалы на нефтяной основе, например эпоксидные смолы, так и биоразлагаемые полимеры, например полимолочная кислота (PLA). Упрочняющий компонент, несущий нагрузку, является второй важной составляющей. Матрица и упрочняющий компонент совместно определяют общие характеристики композита. Эти композиты могут быть адаптированы к конкретным целям или требованиям, что позволяет создавать как частично, так и полностью биоразлагаемые композиты. Полностью биоразлагаемые композиты часто называют биополимерами или экологически чистыми полимерами. Однако и те композиционные материалы, которые поддаются лишь частичному биологическому разложению, также могут значительно снизить воздействие на окружающую среду по сравнению с традиционными материалами [2]. Исследователи активно изучают физические и механические свойства таких композитов, делая определенные допущения в определенных пределах, чтобы оценить их применимость. Ключевыми преимуществами экологически чистых композитов являются их
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1