Технологии производства и применение полимерных композитов в инженерии: обзор

В последние десятилетия композиционные материалы все шире применяются в различных отраслях промышленности, транспорте, строительстве и медицине, а также в других секторах экономики и науки. Существенный прогресс в улучшении характеристик композиционных материалов был достигнут за счет применения наночастиц, которые значительно улучшают свойства базового материала, будь то матрица или армирующая фаза в гибридных композитах. Широкое применение полимеров и полимерных композитов во многих областях инженерии существенно влияет на снижение трения и износа, улучшение тепловых характеристик отдельных компонентов и целых технических систем, повышение электрической проводимости, уменьшение удельного веса компонентов, снижение уровней шума и вибраций и, в конечном счете, сокращение расхода топлива, производственных затрат, а также затрат на эксплуатацию и обслуживание технических систем. В статье рассматриваются потенциальные области применения полимерных композитов в различных агрегатах и компонентах обычных автомобилей, а также в гибридных и электрических транспортных средствах. Кроме того, исследуется их использование в медицине и оборонной отрасли — сферах, в которых, по мнению некоторых авторов, композиты были впервые внедрены. Наконец, авиация представляет собой незаменимую область применения таких материалов, характеризующуюся уникальными эксплуатационными граничными условиями, включая динамические изменения окружающей среды, такие как колебания температуры, давления, скорости и направления, а также требование высоких уровней защиты. Будущие исследования могут быть однозначно сосредоточены на структурном и технологическом совершенствовании полимерных композитов, в частности через оптимизацию, направленную на сокращение отходов и снижение производственных затрат.