Rozróżniamy 4 typy wiązań pomiędzy atomami:

• wiązanie jonowe - cechuje je dość duża wytrzymałość mechaniczna i twardość oraz wysoka temperatura topnienia, a także ma ono tendencję do łupliwości wzdłuż określonych płaszczyzn krystalograficznych, co świadczy o kierunkowym charakterze wiązania.

• wiązanie metaliczne - należy do wiązań silnych (energia wiązania jest pośrednia miedzy jonowym a atomowym) i jest bezkierunkowe. Poza tym typowymi własnościami metali są: dobre przewodnictwo elektryczne i cieplne, ciągliwość i metaliczny połysk

• wiązanie sił van der Waalsa - jest bardzo słabe i bezkierunkowe. Występuje też w polimerach i tworzywach sztucznych. Własności to odporność na korozję, łatwość kształtowania, mięknienie ze wzrostem temp. (polimery -> pełzanie)

• wiązanie atomowe - jest silne i kierunkowe. Elektrony przechodzą od jednego do drugiego atomu, zamieniając je w jony dodatnie, które są przyciągane przez elektrony znajdujące się między nimi.

Krystalizacja to proces powstawania fazy krystalicznej z fazy stałej (amorficznej), fazy ciekłej, roztworu lub fazy gazowej. Krystalizacja jest procesem egzotermicznym. Przeprowadza się ją w celu wyodrębnienia związku chemicznego z roztworu. Mieszaniny jednorodne cieczy (rozpuszczalnik) i ciała stałego (substancja rozpuszczona) mają graniczne stężenie, w którym rozpoczyna się proces krystalizacji.

atomy mają tendencje do przemieszczania się

Dyfuzja wzajemna- z obszarów o większej do obszarów omniejszej koncentracji .

Samodyfuzja, autodyfuzja, proces dyfuzji, w której biorą udział tylko cząstki danej substancji.

Polimery krystaliczne charakteryzują się regularnym ułożeniem atomów, cząsteczek lub jonów. W związku z tym mają one ściśle określoną temperaturę topnienia, w której lepkość i gęstość zmieniają się gwałtownie. Amorficzne substancje stałe miękną stopniowo podczas ogrzewania i przechodzą w ciecz w pewnym zakresie temperatury.

plastomery [gr.], tworzywa sztuczne, które pod niewielkim obciążeniem ulegają odwracalnym odkształceniom, pod wyższym — mech. zniszczeniu; rozróżnia się termoplasty (tworzywa termoplast.) i duroplasty (tworzywa termo- i chemoutwardzalne).

Tworzywo termoplastyczne - tworzywo sztuczne, które w określonej temperaturze i ciśnieniu zaczyna mieć własności lepkiego płynu. Tworzywa termoplastyczne można kształtować przez tłoczenie i wtryskiwanie w podwyższonej temperaturze a następnie szybkie schłodzenie do temperatury użytkowej.

Pa-Poliamid

Pc-Poliweglan

PE- Polietylen

PEEK- polieteroeteroketon

PI- Poliimid

PMMA-Polimetakrylan metylu

PP-Polipropylen

PS- Polistyren

PU-Poliuretany

PWS-Laminat Poliestrowy

SI-Silikon

TWS(TWW)Tworzywo wzmocnione włóknem szklanym(węglowym)

ABS-Kop[olimer akrylonitryl\butadien\styren

AP-Aminoplasty

CA-Octan celulozy

EP-Epoksydy

FP-Fenoplasty

Laminaty - W jest układany w postaci warstw

Synergizm jest to zjawisko wzajemnego wzmocnienia działania kilku substancji wtedy, gdy występują razem w danym środowisku.

Żywice epoksydowe — rodzaj jedno- lub dwuskładnikowych żywic syntetycznych, które są zdolne do tworzenia nietopliwych i nierozpuszczalnych tworzyw sztucznych na skutek reakcji sieciowania z udziałem ugrupowań epoksydowych. Żywice epoksydowe są stosowane jako lepiszcze laminatów konstrukcyjnych, do zalewania elementów elektrycznych oraz jako kleje do metali.

Włókna:

Szklana-najtańsze, najczęsciej stosowane,

Grafitowe- we wszystkich parametrach przewyższają włókna szklane, ale są znacznie droższe

Węglowe- należa do grafitowych, lecz mają mniej uporządkowaną strukture. Są tez tańsze i gorsze

Włókna organiczne- bawełna, juta, sizal. Nowoczesne to Nomex i Kevlar

Aramidowe- najmocniejsze i najdroższe

Moduł Younga- zależność naprężenia od odkształcenia

Polietylen jest giętki, woskowaty, przezroczysty, termoplastyczny. Traci elastyczność pod wpływem światła słonecznego i wilgoci. Synteza polietylenu jest przykładem polimeryzacji rodnikowej.

Używany do wyrobu: folii, rur, pojemników, nart, żagli, markerów, zmywaczy do paznokci oraz toników.

Polipropylen-najczęściej stosowany,bo łatwo można go przetwarzac. Polipropylen jest węglowodorowym polimerem termoplastycznym, tzn. daje się wprowadzić w stan ciekły pod wpływem zwiększenia temperatury oraz z powrotem zestalić po jej obniżeniu, bez zmian własności chemicznych dzięki czemu można go spawac io zgrzewać. Posiada odporność chemiczną, Jest on materiałem masowego użytku i dość dobrym materiałem konstrukcyjnym, zwłaszcza z dodatkiem napełniaczy włóknistych

Kevlar- przędzie się z niego włókna sztuczne dzięki czemu jest bardzo wytrzymały.

Kevlar(PPTA) to materiał, z którego produkowane są włókna stosowane m.in. w kamizelkach kuloodpornych, kaskach i hełmach ochronnych, trampolinach, wewnętrznych powłokach nart, rakiet tenisowych i kajaków, a nawet częściach pancerza lotniskowców.

Polistyren-Materiał posiadający mniejszą odporność na chemikalia od PE.Mozna go łatwo modyfikować z innymi polimerami. Jego zaletą w stosunku do polietylenu i polipropylenu jest niższa temperatura mięknienia i mniejsza lepkość stopu, dzięki czemu łatwiej jest z niego otrzymywać w procesie formowania wtryskowego niewielkie przedmioty o złożonych kształtach. Polistyren jako tworzywo lite jest stosowane do produkcji sztucznej biżuterii, szczoteczek do zębów, pudełek do płyt CD, elementów zabawek. Najbardziej masowym zastosowaniem polistyrenu jest produkcja jego formy spienionej, nazywanej styropianem

SAN-Poli(styren-co-akrylonitryl)Tworzywo to cechuje umiarkowanie dobra wytrzymałość mechaniczna i odporność chemiczna. W postaci niemodyfikowanej jest ono półprzezroczyste, dlatego stosuje się je do produkcji obudów sprzętu AGD, akcesoriów łazienkowych, opakowań kosmetycznych, uchwytów szczoteczek do zębów, naczyń kuchennych, zapalniczek i długopisów jednorazowych, dozowników, wyposażenia lodówek

ABS-(poli(akrylonitryl-co-butadien-co-styren)) Ma wysoką udarność. Zastosowanie:obudowy aparatury elektronicznej, sprzętu AGD. Elementy wnętrz samochodowych, osłony wlotów powietrza, kratownice, przyciski, armatura wewnętrzna, nadkola. Sprzęt sportowy, elementy mebli, galanteria ozdobna.

Polichlorek winylu-Ma właściwości termoplastyczne, charakteryzuje się dużą wytrzymałością mechaniczną, jest odporny na działanie wielu rozpuszczalników. Zastosowanie: w budownictwie: do produkcji wykładzin podłogowych, stolarki okiennej i drzwiowej, akcesoriów. w medycynie: dreny, sondy, cewniki, strzykawki. w energetyce: materiał elektroizolacyjny. wytwarza się z niego płyty gramofonowe, potocznie zwane winylowymi. do wyrobu kart ID.

PMMA- polimetakrylan metylu (szkło akrylowe, plexiglas) przezroczyste tworzywo sztuczne: M a lepszą przezroczystość od szkła, odporny na działanie ultrafioletu, łatwo sie rysuje. Zastosowanie: okna samolotów, pojazdów, łodzi podwodnych, statków, światłowody, szkło artystyczne,

Poliamidy(Kevlar, Nylon)- -C(O)-NH-Poliamidy mają bardzo silną tendencję do krystalizacji dodatkowo wzmacnianą tworzeniem się wiązań wodorowych między atomem tlenu i azotu z dwóch różnych grup amidowych. Dzięki temu poliamidy są bardziej twarde i trudniej topliwe niż poliestry nie mówiąc już o polimerach winylowych.

Nylon-Stosowany przede wszystkim do produkcji dzianin, tkanin, lin i żyłek a także, ze względu na doskonałe właściwości mechaniczne, do panewek łożysk), kół zębatych itp.

Spandex, Lycra, Lykra-Włókna Spandex odznaczają się dużym wydłużeniem przy zerwaniu, wynoszącym 500-1000%, a w porównaniu z nićmi produkowanymi z tradycyjnych kauczuków 2-3 krotnie większą wytrzymałością na zerwanie. Na własności produktu bardzo duży wpływ ma sposób wytwarzania włókien z gotowego polimeru, a następnie sposób ich splatania w gotową nić.Ze spandexu produkuje się różnego rodzaju tkaniny i dzianiny.

Poliwęglany są termoplastycznymi (formowanymi przez wtrysk i wytłaczanie na gorąco) tworzywami sztucznymi o bardzo dobrych własnościach mechanicznych, szczególnie udarności i dużej przezroczystości. Własności poliwęglanów są podobne nieco do pleksiglasu, ale poliwęglan jest dużo bardziej wytrzymały mechanicznie i jednocześnie droższy. Poliwęglan jest stosowany wszędzie tam, gdzie potrzebne jest przezroczyste tworzywo o wyjątkowo dobrych parametrach mechanicznych. Najbardziej rozpowszechnionym zastosowaniem są warstwy uodporniające szklane szyby na stłuczenie, a nawet przestrzelenie z broni palnej. Szyby z czystego poliwęglanu są też stosowane w batyskafach, samolotach, szybach hełmów astronautów, kierowców Formuły 1 i innych miejscach, gdzie potrzebny jest materiał wytrzymujący znaczne różnice ciśnień albo duże obciążenia mechaniczne. Poliwęglan był też stosowany przy produkcji butelek jednorazowych, jednak ze względów ekonomicznych został wycofany, nadal jednak używany jest do produkcji butelek dla niemowląt, nośników informacji, takich jak płyta CD.

Polianilina (PANI, PAni) to organiczny polimer przewodzący prąd elektryczny. Spośród polimerów przewodzących polianilina jest polimerem o największym potencjalnym zastosowaniu. Polianilina stanowi doskonały materiał antystatyczny. Jest stosowana jako składnik lakierów i mieszanin absorbujących promieniowanie mikrofalowe w zakresie radarowym. Obecnie polianilina jest stosowana w akumulatorach litowo-polimerowych. Dzięki zmianie barwy polianiliny po przyłożeniu napięcia jest stosowana w wyświetlaczach polimerowych. Polianiliny może być stosowana jako katalizator w procesach katalizy heterogenicznej.

Poliacetylen (inaczej: polietyn, skróty: PA, PAC, -[-C₂H₂-]_n-)

Materiały magnetoreologiczne (MR) są cieczami, które mogą gwałtownie zmienić swoje własności lepkosprężyste. Ciecze te mogą zmieniać swoją konsystencję z gęstego płynu (o konsystencji np. oleju samochodowego) do prawie ciała stałego - osiągnięty końcowy stan materiału zależy od tego jak silne pole magnetyczne zostanie zastosowane. Proces ten trwa zaledwie kilka (1-10 ms) milisekund  i jest wywołany obecnością pola magnetycznego.

Zjawisko samogrupowania się (samoorganizacji) można zdefiniować jako spontaniczne łączenie się pojedynczych. Firma IBM używa technologii wynalezionej na Uniwersytecie Massachusetts, która pozwala budować polimery zdolne do samogrupowania się, przyjmując strukturę o kształcie plastra miodu i wymiarze 20nm. Takie cząsteczki są wykorzystywane później przy budowie procesorów, jako struktury kompatybilne z dwutlenkiem krzemu SiO2. Kolejnym potencjalnym zastosowaniem materiałów samoorganizujących się są wyświetlacze ciekłokrystaliczne, zbudowane na bazie specjalnej odmiany ciekłych kryształów, reagujących m.in. na jakiekolwiek zmiany ciekłej substancji w której są zanurzone. 

Materiały samonaprawiające (samouzdrawiające) się reagują na uszkodzenie strukturalne, takie jak pęknięcia, ubytki czy wygięcia.

Efekt Barusa - jest cechą płynów lepkosprężystych wynikającą z różnic naprężeń normalnych. Efekt ten polega na tym że na wylocie kanału następuje nagłe rozszerzenie wypływającego strumienia a więc przekrój poprzeczny wytłoczyny nie jest równy przekrojowi poprzecznemu dyszy wytłaczarskiej.

METODY WYTWARZANIA KOMPOZYTÓW

Metoda kontaktowa Jest to najprostsza, niemal "chałupnicza", ręczna metoda wytwarzania kompozytów włóknistych. Wykorzystuje się ją do produkcji elementów powierzchniowych w pojedynczych egzemplarzach lub krótkich seriach (np. prototypowe modele karoserii samochodowych, spoilery, baseny ogrodowe itp.), od których nie jest wymagana duża wytrzymałość i trwałość, ani też jednorodność kolejnych wytworzonych elementów.

Metoda natryskowa Metoda natryskowa jest w pewnym sensie udoskonaloną i zmechanizowaną odmianą metody kontaktowej. Ręczne formowanie elementu kompozytowego zastąpiono w niej formowaniem przy użyciu specjalnego pistoletu, umożliwiającego jednoczesne nanoszenie na formę zarówno żywicy, jak i włókien. Te ostatnie mają postać taśm składających się z wielu pojedynczych włókien, połączonych specjalnym lepiszczem i pociętych na krótkie pasemka (tzw. cięty roving). Połączone z pistoletem urządzenie dozujące podaje w odpowiednich proporcjach żywicę i włókna. Końcowym krokiem w procesie produkcji jest usunięcie nadmiaru żywicy i wyciśnięcie pęcherzy powietrza przy użyciu wałka. Metoda ta jest efektywniejsza i prostsza w stosowaniu od metody ręcznej, ale wykazuje te same wady. Elementy wytworzone tą metodą nie są jednorodne, mają stosunkowo małą wytrzymałość, a ich jakość jest trudna do przewidzenia.

Metoda ciągła wytwarzania prętów, rur i kształtowników Metody ciągłe służą do zautomatyzowanej produkcji elementów konstrukcyjnych m.in prętów rur i kształtowników o stałym przekroju poprzecznym. Długość otrzymanych tą metodą elementów może być w praktyce nieograniczona. Do zbrojenia matrycy wykorzystywane są taśmy składające się z wiązki wielu równoległych włókien połączonych ze sobą substancją lepiącą, nawiniętych na szpule (tzw. ciągły roving). Taśmy z rovingiem rozwijane są ze szpul i przepuszczane przez wannę wypełnioną żywicą termoutwardzalną, impregnującą włókna i pełniącą rolę matrycy. Nasycone żywicą taśmy rovingu przeciągane są przez stalowy tłocznik, który nadaje produkowanemu elementowi wstępny kształt, a jednocześnie kontroluje i reguluje właściwy skład kompozytu (tzn. odpowiedni udział włókien w ilości ok. 40-70% objętości). Uzyskany w ten sposób "półprodukt" przeciągany jest przez kolejny, bardzo precyzyjnie wykonany tłocznik, który nadaje ostateczny kształt przekroju poprzecznego. Układ grzewczy tego tłocznika inicjuje także proces utwardzania żywicy. Ostatnim ogniwem w urządzeniu do metody ciągłej produkcji kompozytów są przeciągarki, ciągnące pręt. Sterują one prędkością produkcji, która może sięgać kilkudziesięciu m/godz.

Metoda nawijania włókien Metoda nawijania polega na ciągłym nawijaniu włókien na obracający się rdzeń o kształcie bryły obrotowej (walec, stożek itd.), tak aby uzyskać pożądany ich układ geometryczny. W zależności od kierunku obrotu rdzenia i sposobu przesuwu tzw. sanek z bębnem z nawiniętym włóknem można przeprowadzać nawijanie obwodowe (ang. circumferential winding), śrubowe (ang. helical winding) i planetarne (ang. polar winding). Dla przykładu - jeśli rdzeń walcowy obraca się wokół swej osi podłużnej, a sanki z rovingiem poruszają się tak, że taśmy z włóknami nawinięte są na rdzeniu niemal prostopadle do osi jego obrotu, to mówimy o nawijaniu obwodowym. Konstrukcja sanek z rovingiem i urządzenia obracającego rdzeniem umożliwia zmianę prędkości przesuwu sanek i prędkości obrotowej rdzenia, a tym samym zmianę kąta nawijania w zakresie 5-85°, dzięki czemu można uzyskiwać zwoje śrubowe o dowolnym kącie nawinięcia. Nawinięcie o przeciwnych zwojach zapewnia ruch sanek "tam i z powrotem". Nawijanie obwodowe i śrubowe pozwala zbroić jedynie pobocznice brył obrotowych. Można zatem uzyskać w ten sposób np. rury, ale nie można wyprodukować np. zbiornika ciśnieniowego. W tym ostatnim przypadku należy zastosować oprócz nawijania obwodowego i śrubowego nawijanie planetarne, umożliwiające nawijanie rovingu także na denka rdzenia.

Wytwarzanie kompozytów z taśm prepreg Kompozyty wykonane z taśm prepreg należą w chwili obecnej do najczęściej stosowanych w produkcji elementów konstrukcyjnych, szczególnie takich, od których wymagane są wysokie parametry jakościowe. Zapewnia ją wysoka jakość "budulca" czyli taśm prepreg, wynikająca z regularnej budowy mikroskopowej, ściśle kontrolowanej przez producentów o światowej renomie (m.in. Du Pont, Ciba-Geigy). Dzięki temu kompozyty wykonane z takich taśm wyróżniają się małym rozrzutem wartości charakterystyk sprężysto-wytrzymałościowych. Taśmy "prepreg" mają szerokość kilkudziesięciu cm (np. szerokość taśmy NCHR 174B/37/132 - carbonT300/epoxy wynosi 30 cm), długość może być praktycznie dowolna, z reguły jest rzędu kilkudziesięciu metrów. Taśmy pokryte są obustronnie specjalnym, łatwo usuwalnym papierem woskowanym z zaznaczonym kierunkiem przebiegu włókien, umożliwiającym zwijanie taśmy w rolki bez ryzyka sklejania się kolejnych zwojów. Okres przechowywania taśm "prepreg" i ich przydatności do wytwarzania kompozytów zależy od temperatury - przykładowo dla wspomnianych taśm NCHR wynosi on 30 dni w temperaturze pokojowej, 6 miesięcy w temp. +5°C i kilka lat w temp. poniżej -18°C.

Technologia prasowania ta polega na cyklicznym powtarzniu następujących czynności:

- wprowadzaniu tworzywa do gniazda formującego
- kohezyjnym łączeniu ziarn lub częściej jego uplastycznianie
- stapianie
- utwardzanie bądź zestalanie
- wyjęcie przedmiotu z gniazda (tzw. wypraskę)