Quando dois ou mais materiais diferentes são combinados, o resultado é um composto. Os primeiros usos dos compósitos datam de 1500 a.C. quando os primeiros colonos egípcios e mesopotâmicos usaram uma mistura de barro e palha para criar edifícios fortes e duráveis. A palha continuou a fornecer reforço aos antigos produtos compostos, incluindo cerâmica e barcos.
Mais tarde, em 1200 dC, os mongóis inventaram o primeiro arco composto. Usando uma combinação de madeira, osso e "cola animal", os arcos eram pressionados e embrulhados com casca de bétula. Esses arcos eram poderosos e precisos. Arcos compostos da Mongólia ajudaram a garantir o domínio militar de Genghis Khan.
Nascimento da era dos plásticos
A era moderna dos compósitos começou quando os cientistas desenvolveram plásticos. Até então, as resinas naturais derivadas de plantas e animais eram a única fonte de colas e ligantes. No início de 1900, foram desenvolvidos plásticos como vinil, poliestireno, fenólico e poliéster. Esses novos materiais sintéticos superaram as resinas únicas derivadas da natureza.
No entanto, o plástico por si só não pode fornecer resistência suficiente para algumas aplicações estruturais. Foi necessário reforço para fornecer resistência e rigidez adicionais.
Em 1935, a Owens Corning lançou a primeira fibra de vidro, a fibra de vidro. Fibra de vidro, quando combinado com um polímero plástico, criou uma estrutura incrivelmente forte que também é leve. Este é o começo da indústria de polímeros reforçados com fibra (FRP).
Segunda Guerra Mundial - Impulsionando a inovação nos primeiros compósitos
Muitos dos maiores avanços em compósitos foram o resultado de necessidades em tempo de guerra. Assim como os mongóis desenvolveram o arco composto, a Segunda Guerra Mundial trouxe a indústria de FRP do laboratório para a produção real.
Materiais alternativos eram necessários para aplicações leves em aeronaves militares. Os engenheiros logo perceberam outros benefícios dos compósitos, além de serem leves e fortes. Foi descoberto, por exemplo, que os compósitos de fibra de vidro eram transparentes às frequências de rádio, e o material foi rapidamente adaptado para uso em equipamentos de radar eletrônico (Radomes).
Adaptação de compósitos: “Era espacial” a “Todos os dias”
No final da Segunda Guerra Mundial, uma pequena indústria de compósitos de nicho estava em pleno andamento. Com menor demanda por produtos militares, os poucos inovadores em compósitos estavam agora ambiciosamente tentando introduzir compósitos em outros mercados. Os barcos foram um produto óbvio que se beneficiou. O primeiro casco de barco comercial composto foi introduzido em 1946.
Nessa época, Brandt Goldsworthy, muitas vezes chamado de "avô de compósitos", desenvolveu muitos novos processos e produtos de fabricação, incluindo a primeira prancha de fibra de vidro, que revolucionou a esporte.
A Goldsworthy também inventou um processo de fabricação conhecido como pultrusão, um processo que permite produtos reforçados com fibra de vidro de alta resistência. Hoje, os produtos fabricados com esse processo incluem trilhos de escada, cabos de ferramentas, tubos, flechas, armaduras, pisos de trens e dispositivos médicos.
Avanço contínuo em compósitos
Na década de 1970, o compósitos indústria começou a amadurecer. Melhores resinas plásticas e melhores fibras de reforço foram desenvolvidas. A DuPont desenvolveu um fibra de aramida conhecido como Kevlar, que se tornou o produto de escolha na armadura, devido à sua alta resistência à tração, alta densidade e leveza. A fibra de carbono também foi desenvolvida nessa época; cada vez mais, substituiu peças anteriormente feitas de aço.
A indústria de compósitos ainda está evoluindo, com grande parte do crescimento agora focado em energia renovável. As pás das turbinas eólicas, especialmente, estão constantemente pressionando os limites de tamanho e exigem materiais compostos avançados.
Ansioso
A pesquisa de materiais compostos continua. Áreas de interesse particular são nanomateriais - materiais com estruturas moleculares extremamente pequenas - e polímeros de base biológica.