Bu kompozit malzemelerin matrisleri termoplastikler
(poliolefinler, alifatik ve aromatik poliamidler, PTFE, v.s.), termosetler
(fenoplastlar, aminoplastlar, epoksi, polyester, organosilikon ve diğer
polimerik bağlayıcılar), elastomerlerdir (vulkanize doğal bütadien-akrilonitril
kauçuğu, bütil kauçuğu ve diğer kauçuklar). Dolgu maddelerinin kullanılması
orijinal polimerin mekanik, elektromagnetik, fiziksel ve kimyasal özelliklerini
değiştirebilir ve bazı durumlarda polimerin maliyetine kıyasla nihai kompozitin
maliyetini düşürebilir.
Sık kullanılan malzemelerin çoğu kompozit polimerik
malzemelerdir, örneğin. fiberli dolgu maddeleri içeren termoset bazlı genel
amaçlı inşaat malzemeleri, araba lastikleri, diş dolguları ve çeşitli
kaplamalar gibi.
Polimerler oldukça zayıf, düşük-sıkılıkta (stiffness)
malzemelerdir; yapısal kullanıma uygun mekanik özellikler kazanabilmesi için
sürekli veya süreksiz fiberlerle kuvvetlendirilmesi gerekir. Polimerik
matrislerde takviye olarak seramik veya metalik partiküller de kullanılabilir,
bunlar, malzemenin modülünü artırır, ancak kuvvetinde önemli bir artış
sağlamaz, hatta zayıflamasına neden olabilir. Yine de, elektronik sanayinde,
fiziksel özelliklerinin yeterli olması nedeniyle partikül takviyeli
polimerlerin kullanımı oldukça yaygındır. Bu tip uygulamalarda monolitik polimere
seramik partiküller (alumina, aluminyum nitrid) ve hatta elmas takviyeler ilave
edilerek termal iletkenliği yüksek, termal genleşme katsayısı düşük olan
elektrik izolasyon malzemeleri yapılır.
Polimer matrisler ‘Polimer Matris Kompozitler (PMC)’in üretiminde
kullanılan matrislerdir. Bunlara ‘Fiber Takviyeli Polimerler’, veya ‘Fiber
Takviyeli Plastikler (FRP)’ de denir. Polimer matris kompozitlerin gerilme
kuvveti, sıkılığı (stiffness), kırılma veya kırılma dayanıklılığı (fracture
toughness) yüksektir, aşınmaya, delinmeye ve korozyona karşı dirençlidir.
Termal dirençlerinin düşük ve termal genleşmelerinin yüksek olması PMC’lerin
önemli dezavantajlarıdır.
Polimer matris kompozitler matris olarak bir polimer reçine ve takviye olarak da fiberler
veya diğer takviye malzemeler içeren kompozitlerdir. Fiber takviyeli polimerlerde
(FRP) takviye malzeme sürekli (uzun) veya kısa fiberlerdir. Takviye faz ve
matris arasındaki etkileşim kuvvetli kimyasal bağlardan zayıf sürtünme kuvvetlerine
kadar farklı şekillerde olabilir. Arayüz olarak tanımlanan bu tür etkileşimler
takviyelerin uygun malzemelerle kaplanarak kullanılmasıyla kontrol altında
tutulur.
Şekil: Polimer kompozit SEM
mikrograflar; (a) fiber takviyeli, FRP (epoksi matris), (b) aramid fiber takviyeli, AFRP (epoksi matris)
