Wanneer twee of meer verschillende materialen worden gecombineerd, is het resultaat een composiet. Het eerste gebruik van composieten gaat terug tot 1500 voor Christus. toen vroege Egyptenaren en Mesopotamische kolonisten een mengsel van modder en stro gebruikten om sterke en duurzame gebouwen te creëren. Stro bleef oude composietproducten, waaronder aardewerk en boten, versterken.
Later, in 1200 na Christus, vonden de Mongolen de eerste composietboog uit. Met behulp van een combinatie van hout, bot en "dierlijke lijm", werden bogen geperst en omwikkeld met berkenbast. Deze bogen waren krachtig en nauwkeurig. Samengestelde Mongoolse bogen hielpen de militaire dominantie van Dzjengis Khan te verzekeren.
Geboorte van de "Plastics Era"
Het moderne tijdperk van composieten begon toen wetenschappers kunststoffen ontwikkelden. Tot dan toe waren natuurlijke harsen afkomstig van planten en dieren de enige bron van lijmen en bindmiddelen. In de vroege jaren 1900 werden kunststoffen zoals vinyl, polystyreen, fenol en polyester ontwikkeld. Deze nieuwe synthetische materialen presteerden beter dan enkelvoudige harsen uit de natuur.
Voor sommige structurele toepassingen kon plastic alleen echter niet voldoende sterkte bieden. Versterking was nodig om extra sterkte en stijfheid te bieden.
In 1935 introduceerde Owens Corning de eerste glasvezel, glasvezel. Glasvezel, in combinatie met een kunststof polymeer, creëerde het een ongelooflijk sterke structuur die ook lichtgewicht is. Dit is het begin van de vezelversterkte polymeren (FRP) -industrie.
WWII - Driving Early Composites Innovation
Veel van de grootste vorderingen op het gebied van composieten waren het gevolg van behoeften in oorlogstijd. Net zoals de Mongolen de composietboog ontwikkelden, bracht de Tweede Wereldoorlog de FRP-industrie van het laboratorium in daadwerkelijke productie.
Voor lichtgewicht toepassingen in militaire vliegtuigen waren alternatieve materialen nodig. Ingenieurs beseften al snel andere voordelen van composieten dan lichtgewicht en sterk zijn. Zo werd ontdekt dat glasvezelcomposieten transparant waren voor radiofrequenties, en het materiaal werd al snel aangepast voor gebruik in de beschutting van elektronische radarapparatuur (Radomes).
Composieten aanpassen: "Space Age" naar "Everyday"
Tegen het einde van de Tweede Wereldoorlog was een kleine niche-composietenindustrie in volle gang. Omdat er minder vraag was naar militaire producten, probeerden de weinige vernieuwers van composieten nu ambitieus om composieten op andere markten te introduceren. Boten waren een voor de hand liggend product dat hiervan profiteerde. De eerste composiet commerciële scheepsromp werd geïntroduceerd in 1946.
Op dit moment ontwikkelde Brandt Goldsworthy, vaak de 'grootvader van composieten' genoemd, veel nieuwe fabricageprocessen en producten, waaronder de eerste glasvezel surfplank, die een revolutie teweegbracht in de sport.
Goldsworthy vond ook een fabricageproces uit dat bekend staat als pultrusie, een proces dat betrouwbaar sterke glasvezelversterkte producten mogelijk maakt. Tegenwoordig zijn producten die met dit proces zijn vervaardigd onder meer ladderrails, gereedschapshandvatten, buizen, pijlschachten, bepantsering, treinvloeren en medische apparaten.
Voortgezette vooruitgang in composieten
In de jaren zeventig composieten industrie begon te rijpen. Er werden betere kunststofharsen en verbeterde versterkende vezels ontwikkeld. DuPont ontwikkelde een aramide vezels bekend als Kevlar, dat het favoriete product is geworden in kogelvrije vesten vanwege zijn hoge treksterkte, hoge dichtheid en lichtgewicht. Rond deze tijd werd ook koolstofvezel ontwikkeld; het vervangt in toenemende mate onderdelen die voorheen van staal waren gemaakt.
De composietenindustrie evolueert nog steeds, en een groot deel van de groei is nu gericht op hernieuwbare energie. Vooral windturbinebladen verleggen voortdurend de limieten op maat en vereisen geavanceerde composietmaterialen.
Ergens naar uitkijken
Het onderzoek naar composietmaterialen gaat door. Aandachtsgebieden zijn nanomaterialen - materialen met extreem kleine moleculaire structuren - en biobased polymeren.