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プラスチック複合材料の歴史

プラスチック複合材料の歴史

2 つ以上の異なる材料を組み合わせると、複合材料が得られます。複合材料の最初の使用は紀元前 1500 年に遡ります。当時、初期のエジプト人とメソポタミアの入植者は泥とわらを混ぜて、強くて耐久性のある建物を作りました。わらは、陶器や船などの古代の複合製品の補強材として使われ続けています。

弓箭

その後、西暦 1200 年にモンゴル人が最初の複合弓を発明しました。

木材、骨、「動物用接着剤」を組み合わせて使用​​し、弓は樺の樹皮で包まれています。これらの弓は強力で正確です。モンゴルの複合弓は、チンギス・ハーンの軍事的優位性を確保するのに役立ちました。

「プラスチック時代」の誕生

科学者がプラスチックを開発したとき、複合材料の現代の時代が始まりました。それ以前は、植物や動物に由来する天然樹脂が接着剤や接着剤の唯一の供給源でした。20 世紀初頭には、ビニル、ポリスチレン、フェノール、ポリエステルなどのプラスチックが開発されました。これらの新しい合成材料は、天然由来の単一樹脂よりも優れています。

ただし、プラスチックだけでは、一部の構造用途では十分な強度を提供できません。さらなる強度と剛性を提供するには補強が必要です。

1935 年、オーエンス コーニング (Owens Corning) は、最初のガラス繊維であるグラスファイバーを導入しました。ガラス繊維とプラスチックポリマーを組み合わせることで、軽量でありながら非常に強力な構造が得られます。

これが繊維強化ポリマー(FRP)産業の始まりです。

第二次世界大戦 - 複合材料の革新の促進

複合材料における大きな進歩の多くは、戦時中の需要の結果です。モンゴル人が複合弓を開発したのと同じように、第二次世界大戦により FRP 産業は実験室から実際の生産へと移行しました。

軍用機の軽量用途には代替材料が必要です。エンジニアは、軽量かつ強度に加えて、複合材料の他の利点にすぐに気づきました。たとえば、ガラス繊維複合材料は無線周波数に対して透明であり、この材料はすぐに電子レーダー機器 (レドーム) の保護に適していることが判明しました。

複合材料への適応:「宇宙時代」から「日常」へ

第二次世界大戦の終わりには、小規模でニッチな複合材料産業が本格化していました。軍事製品の需要の減少に伴い、少数の複合材料のイノベーターが現在、複合材料を他の市場に導入しようと取り組んでいます。船舶は明らかに利益をもたらす製品です。最初の複合商業船体は 1946 年に進水しました。

現時点では、ブラント ゴールズワーシーは「複合材料の祖父」と呼ばれることが多く、スポーツに革命をもたらした最初のグラスファイバー サーフボードを含む、多くの新しい製造プロセスと製品を開発しました。

ゴールズワージー氏はまた、引抜成形と呼ばれる製造プロセスを発明し、信頼性の高い強力なガラス繊維強化製品を実現しました。現在、このプロセスで製造される製品には、はしごトラック、工具のハンドル、パイプ、矢のシャフト、装甲、電車の床、医療機器などがあります。

複合材料の継続的な進歩

复合成プラスチック

複合材料産業は 1970 年代に成熟し始めました。より優れたプラスチック樹脂と改良された強化繊維を開発します。ケブラーと呼ばれるアラミド繊維の一種を開発しました。ケブラーは、その高い引張強度、高密度、軽量のため、防弾チョッキの最初の選択肢となっています。カーボンファイバーもこの時期に開発されました。以前は鋼で作られていた部品を置き換えるケースが増えています。

複合材業界は依然として進化しており、成長のほとんどは主に再生可能エネルギーに基づいています。特に風力タービンのブレードでは、サイズの制約が厳しくなり続けており、高度な複合材料が必要です。


投稿時間: 2021 年 4 月 21 日