2.2. Tworzywa sztuczne
2.2.1. Wstęp
Tworzywa sztuczne znalazły powszechne zastosowanie we wszystkich dziedzinach przemysłu. Są dzisiaj niezbędne i nie do zastąpienia. Pierwsze w skali przemysłowej próby chemicznego modyfikowania związków wielkocząsteczkowych rozpoczęto w latach 1850-75. W 1872r. w USA otrzymano celuloid, w Niemczech w 1897r. uruchomiono produkcję galalitu, a w 1904r. acetylocelulozy. Pierwszymi syntetycznymi tworzywami sztucznymi były żywice fenolowo-formaldehydowe otrzymane w 1872r., jednak produkcję ich podjęto dopiero 1909r. W latach 1928-31 rozpoczęto produkcję większości tworzyw poliwinylowych. Pierwsze tworzywa poliamidowe wyprodukowano w 1937r. w USA, polietylen wysokociśnieniowy w 1939r. w Anglii, produkcję tworzyw poliestrowych rozpoczęto w USA w 1942r., poli(chlorku winylidenu) w 1942r. i silikonów w 1943r. Dalszy rozwój był związany z żywicami epoksydowymi (Szwajcaria), poliformaldehydem (USA w 1946r.), polietylenu niskociśnieniowego (RFN w 1956r.) i poliwęglanów oraz polipropylenu (1957r. we Włoszech). Obecnie ilość tworzyw jest olbrzymia i laboratoria opracowują wciąż nowe technologie tworzyw o parametrach specyficznych dla zamówień przemysłu i wojska
W Polsce przetwórstwo tworzyw sztucznych rozpoczęło sie w latach 20. XX w. Szybki rozwój produkcji tworzyw sztucznych w Polsce nastąpił po II wojnie światowej, produkowane są m.in. tworzywa fenolowo-formaldehydowe, tłoczywa mocznikowe i melaminowe, poli(metakrylan metylu), poli(chlorek winylu), polistyren, polikaprolaktam, poliakrylonitryl, poliuretany, żywice poliestrowe, epoksydowe, silikonowe, polietylen, polipropylen, i na małą skalę, politetrafluoroetylen.
Tworzywa sztuczne, są tworzywami otrzymywanymi w wyniku polireakcji z produktów chemicznej przeróbki węgla, ropy naftowej i gazu ziemnego lub polimerów naturalnych, uzyskiwanych przez chemiczną modyfikację produktów pochodzenia naturalnego (celuloza, kauczuk, białko). Tworzywa sztuczne mogą być otrzymywane z czystego polimeru, z kopolimerów lub z mieszanek polimerów. Często otrzymuje się je z polimerów modyfikowanych metodami chemicznymi (np. przez hydrolizę), fizykochemicznymi (np. przez degradację) lub przez dodatek takich substancji, jak: plastyfikatory, wypełniacze , stabilizatory oraz barwniki i pigmenty. Tworzywa sztuczne są potocznie zwane plastikami (plastykami) lub masami plastycznymi.
Tworzywa sztuczne są na ogół bardzo lekkie o gęstości najczęściej około 1000 kg/m3, mają małą przewodność cieplną, większość z nich jest dielektrykami, (jednak po dodaniu około 50% materiałów przewodzących, np. sadzy lub pyłu metalicznego, przewodzą prąd elektryczny), mogą być przezroczyste lub całkowicie nieprzezroczyste. Własności mechaniczne tworzyw sztucznych zmieniają się w szerokich granicach, w zależności od rodzaju podstawowego polimeru oraz rodzaju i ilości środków dodatkowych. Za podstawową cechę tworzyw sztucznych uważa się wartość modułu sprężystości podłużnej lub poprzecznej, według, której dzieli się je na: miękkie (wartość modułu sprężystości podłużnej przy zginaniu E9 lub przy rozciąganiu E, poniżej 700 MPa), półsztywne (E9 lub E w granicach 700-7000 MPa), sztywne (E9 lub E, powyżej 7000 MPa).
Tworzywa w porównaniu z metalami mają małą wytrzymałość na rozciąganie oraz mały moduł elastyczności, bardzo dobrą wytrzymałość na rozciąganie, duży moduł elastyczności mają tworzywa zbrojone np. włóknem szklanym (kompozyty, laminaty). Tworzywa sztuczne są najczęściej odporne na czynniki chemiczne, wilgoć, lecz nieodporne na działanie czynników silnie utleniających. Wadą większości tworzyw sztucznych jest ich wrażliwość na podwyższoną temperaturę powyżej 100°C. W czasie II wojny światowej uzyskano politetrafluoroetylen - odporny na temperaturę do 250°C, i silikony, odporne najczęściej na temperatury do 250°C. W wyniku dalszych prac otrzymano polimery aromatyczne i metaloorganiczne, odporne na temperatury powyżej 400°C. Zmniejszenie palności tworzyw sztucznych uzyskuje się w wyniku wprowadzenia do tworzyw tzw. antypirenów. Większość tworzyw sztucznych jest łatwa do formowania i barwienia. Najczęściej stosowanymi metodami formowania są: wtrysk, wytłaczanie, prasowanie, odlewanie oraz kalandrowanie. Ponadto stosuje się np.: spiekanie, obróbkę plastyczną, laminowanie, zgrzewanie.
Tworzywa sztuczne (w postaci tłoczyw, czyli proszków do prasowania, żywic lanych, płyt, folii, prętów, laminatów, tworzyw komórkowych itd.), stosowane w przemysłach: samochodowym, lotniczym, elektrotechnicznym, elektronicznym, włókienniczym, oraz w budownictwie. Używane m.in. do wyrobu części maszyn, przyrządów, osłon kabli elektrycznych, elementów aparatury chemicznej i artykułów gospodarstwa domowego, galanterii, opakowań, a także do wyrobu aparatury, narzędzi i sprzętu medycznego (sprzęt do pobierania i przetaczania krwi, dreny i cewniki, nici chirurgiczne), protez (stomatologiczne, stawów, tętnic i żył, zastawki serca, gałki oczne), szkieł kontaktowych i in. Tworzywa adhezyjne, służą do łączenia różnych materiałów (kleje, kity, cementy), tworzywa impregnacyjne (do uszlachetniania drewna, papieru i tkanin) oraz tworzywa powłokowe do ochronnego lub dekoracyjnego pokrywania gotowych wyrobów.
2.2.2. Podział tworzyw sztucznych
Tworzywa sztuczne dzieli się według zawartości w nim głównego składnika oraz według sposobu powstawania. Tworzywa sztuczne według sposobu powstawania dzielą się na: polimeryzacyjne, polikondensacyjne, poliaddycyjne, przy czym za podstawę klasyfikacji przyjmuje się ostatni proces polireakcji.
1. Polimeryzacja jest polireakcją łańcuchową, bez wydzielania produktów ubocznych i bez przegrupowania atomów. Tą metodą otrzymuje się m.in. polichlorek winylu, polistyren, polioctan winylu, polimetakrylan metylu i polietylen.
2. Polikondensacja polega na stopniowej kondensacji monomerów i zachodzi z wydzieleniem produktów ubocznych (np.: wody, amoniaku, dwutlenku węgla, metanolu i in.). W wyniku polikondensacji otrzymuje się żywice fenolowe, aminowe, poliestrowe oraz większość poliamidów.
3. Poliaddycja jest polireakcją stopniową podobnie jak polikondensacja, ale bez wydzielania produktów ubocznych. Otrzymywane są tą metodą żywice epoksydowe i poliuretany.
2.2.3. Tworzywa polimerowe
Polimery są substancjami złożonymi z makrocząsteczek, charakteryzujących się regularnym lub nieregularnym powtarzaniem się w nich ugrupowań atomów, zwanych monomerami, jednego lub kilku rodzajów. Polimery składające się z cząsteczek o długich łańcuchach, są ciałami stałymi, o tym większej wytrzymałości i twardości, im dłuższe są łańcuchy, polimery składające się z łańcuchów krótkich są substancjami ciekłymi. Można, więc, nawet z tych samych monomerów uzyskiwać polimery o różnych własnościach.
Ogólnie tworzywa polimerowe dzielą się na elastomery i plastomery, co jest związane z ich własnościami elastycznymi i zachowaniem tworzywa pod wpływem ogrzewania.
Elastomery. Nazwa e1astomery obejmuje kauczuk naturalny oraz wszelkie kauczuki syntetyczne (niekiedy do tej grupy zalicza się umownie także polietylen i niektóre odmiany zmiękczonego polichlorku winylu). Wydłużenie elastomerów - przy rozerwaniu sięga kilkuset procent, moduł sprężystości zawiera się w granicach 1 - 4 MPa.
Plastomery. Wszystkie pozostałe tworzywa polimerowe są plastomerami, a ich wspólnymi cechami są: niewielka gęstość wahająca się w granicach 900-2200 kg/m3, mała przewodność cieplna właściwa (126-210 W/(m°C)) i konduktancja (przewodność elektryczna), elektroizolacyjność, dość dobre własności mechaniczne, odporność na działanie czynników chemicznych, łatwość formowania w stanie plastycznym (przez prasowanie na gorąco lub odlewanie bezciśnieniowe), spawalność (tylko tworzyw termoplastycznych), możliwość klejenia, duża gładkość powierzchni i estetyczny wygląd. Wydłużenie przy rozerwaniu plastomerów waha się od 1% (tworzywa kruche) do 200% (tworzywa sprężyste). Również ich palność jest zróżnicowana: od łatwo palnej nitrocelulozy do niepalnych silikonów.
Ze względu na własności fizyczne i technologiczne plastomery dzielą się na tworzywa termoplastyczne (termoplasty) i duroplasty. Pierwsze są plastyczne w temperaturze podwyższonej, a twardnieją w temperaturze otoczenia, przy czym proces ten jest odwracalny. Duroplasty natomiast przechodzą nieodwracalnie ze stanu plastycznego w stan utwardzony, pod działaniem podwyższonej temperatury (tworzywa termoutwardzalne), lub pod wpływem czynników chemicznych (tworzywa chemoutwardzalne), lub pod łącznym działaniem temperatury i czynników chemicznych.
Tworzywa termoplastyczne są odwracalnie plastyczne w podwyższonych temperaturach, a twarde w temperaturze otoczenia. Z wyjątkiem policzterofluoroetylenu są rozpuszczalne na zimno lub na gorąco (polietylen). Przetwórstwo tworzyw termoplastycznych polega na ogrzaniu ich do stanu plastycznego, odpowiednim ukształtowaniu i następnym ochłodzeniu. Stosuje się prasowanie wtryskowe (do produkcji przedmiotów o dowolnym kształcie), wytłaczanie (do produkcji prętów, rur, kształtowników i płyt, a także powlekania przewodów), kalandrowanie (do produkcji folii o grubości 0,08-1 mm), formowanie wtórne (wyginanie, tłoczenie, formowanie próżniowe, rozdmuchiwanie) półwyrobów najczęściej w postaci folii lub płyt, natryskiwanie powłok itd. Tworzywa termoplastyczne można spawać i zgrzewać oraz kleić. Do najważniejszych tworzyw termoplastycznych zalicza się polistyren, poliamidy, polimetakrylan metylu i polichlorek winylu.
Polistyren jest produktem polimeryzacji styrenu, o gęstości do 1050 kg/m3, wytrzymałości na rozciąganie 30-60 MPa i udarności ok. 2 J/cm2. Odporny na działanie alkoholi, olejów, kwasów, zasad i wody, rozpuszcza się w niektórych węglowodorach i ketonach. Jest jednym z najlepszych dielektryków. Wadami polistyrenu są: mała odporność cieplna, kruchość, mała udarność i twardość powierzchniowa oraz palność. Polistyren zwykły stosuje się na - przedmioty gospodarstwa domowego, wyroby galanteryjne i elektrotechniczne oraz zabawki, wysokoudarowy (o udarności 50 J/m2) - na części samochodów, maszyn biurowych, lodówek, hełmy, itd. Odmianą polistyrenu zdolną do spieniania (w gorącej wodzie lub parze wodnej) jest styropian (w postaci granulek) o gęstości w granicach 15-300 kg/m3, przetwarzany na bloki, płyty i kształtki elektroizolacyjne, dźwiękoizolacyjne i termoizolacyjne oraz dekoracyjne.
Polietylen jest jednym z najtańszych tworzyw termoplastycznych o gęstości 910-960 kg/m3, wytrzymałości na rozciąganie 10-32 MPa, wydłużenia przy zerwaniu 20-1000%, twardości 40-70° Shore'a. Do temperatury 60°C odporny na działanie wielu czynników chemicznych (w tym HF i benzyny). Formowany przez wytłaczanie, rozdmuchiwanie, wtrysk i natrysk płomieniowy służy do wyrobu folii, opakowań, pojemników, galanterii i wyrobów gospodarstwa domowego, do powlekania kabli, papieru i tkanin. W Polsce produkowany pod nazwą Politen.
Poliamidy, w USA przyjęto dla nich nazwę „Nylon", a w Niemczech „Perlon", a pierwszym wytwarzanym z nich wyrobem byty pończochy damskie. Później, znalazły one zastosowania w innych dziedzinach. W Europie dominują tworzywa PA 6, a w USA - PA 66.
2.2.4. Tworzywa polikondensacyje
Żywice poliestrowe nienasycone to tworzywa chemoutwardzalne, zależnie od budowy wyjściowej żywicy i metody jej utwardzenia końcowy produkt może być elastyczny lub twardy i kruchy. Żywice poliestrowe nienasycone stosuje się jako lane (do zalewania elementów aparatury elektrotechnicznej i radiowej), lakiernicze i do wytwarzania laminatów na nośniku szklanym.
Laminaty poliestrowe, zawierają 50-70% wagi włókna szklanego w postaci tkaniny, maty, rzadziej włókna ciętego. Własności ich zależą od rodzaju żywicy, jak i od rodzaju i postaci nośnika. Najczęstsza gęstość 1500-2900 kg/m3, wytrzymałość na rozciąganie 240-500 MPa, wytrzymałość na zginanie 200-560 MPa, wydłużenie przy zerwaniu 0,5-4% i temperatura pracy do 120°C. Używane jako materiały konstrukcyjne do: budowy łodzi i nadwozi samochodowych, w budownictwie (np. na ścianki działowe), na zbiorniki do benzyny i chemikaliów itp.
Poliwęglany, poliestry kwasu węglowego, otrzymywane najczęściej w wyniku polikondensacji fosgenu ze związkami dihydroksylowymi. Największe znaczenie praktyczne mają poliwęglany aromatyczne otrzymywane z bisfenolu A, odznaczające się doskonałymi właściwościami mechaanicznymi i dielektrycznością w temperaturze do 150°C oraz przezroczystością. Poliwęglany stosuje się jako tworzywa konstrukcyjne - do wyrobu części maszyn, części aparatury chemicznej, kształtek elektroizolacyjnych, przezroczystych i dźwiękoizolacyjnych osłon maszyn, urządzeń pomiarowych i sprzętu oświetleniowego, folii, także na narzędzia i protezy medyczne.
Fenoplasty są tworzywami termoutwardzalnymi na podstawie żywic fenolowo-formaldehydowych. Ogólnie dzielą się na żywice techniczne do wyrobu tłoczyw, żywice lane (na odlewy), kleje, kity i spoiwa, żywice modyfikowane (do wyrobu lakierów i emalii), żywice impregnacyjne (do wyrobu laminatów), tworzywa piankowe.
Żywice fenolowe, utwardzalne produkty wielostopniowej polikondensacji fenoli z aldehydami; w środowisku chemicznie nieobojętnym. Rezole i nowolaki z dodatkiem urotropiny, zmieszane z napełniaczami, pigmentami lub z barwnikami, zmiękczaczami i smarami, służą do wyrobu tłoczyw, przerabianych na wyroby użytkowe przez prasowanie w temperaturze 145-170°C, pod ciśnieniem 25-35 Mpa. Czas prasowania 40-60 s/mm (grubości wypraski), dobre własności mechaniczne (Rc 100-200 MPa). Dodatkowymi zaletami są: duży moduł Younga, twarda powierzchnia, odporność cieplna i trudna palność. Ze względu na wytrzymałość mechaniczną, nasyca się żywicą fenolową tkaninę bawełnianą lub szklaną - produkcja hełmów ochronnych, części maszyn (koła zębate), itp. Nieprzezroczyste wypraski są bardzo odporne na działanie wody i rozpuszczalników, dość odporne na działanie rozcieńczonych kwasów, nieodporne na działanie ługów.
Żywice fenolowe lane (w Polsce - Rezolan) produkowane są jako gęsty, przezroczysty, barwiony lub pigmentowany syrop. Stosowane są do bezciśnieniowego odlewania w otwartych formach bloków i prętów, poddawanych następnie obróbce skrawaniem. Czas utwardzania w temperaturze 75-85°C kilka dni. Służą do wyrobu galanterii, uchwytów narzędzi, wzorników, form itd. Własności odlewów: gęstość - 1280 kg/m3, wytrzymałość na ściskanie 100 MPa, wytrzymałość na zginanie 80 MPa, udarność-0,6-1,5 J/cm2.
Poliamidy do odlewania, stosowane na elementy uzyskiwane na wtryskarkach i wytłaczarkach oraz na powłoki. Spełniają one rolę komponentów umożliwiających wzajemną koegzystencję materiałów o odmiennych właściwościach. Przez zastosowanie dodatków uszlachetniających uzyskuje się specyficzne właściwości: odporność na działanie promieniowania ultrafioletowego, duża sztywność oraz wytrzymałość mechaniczną lub wysoką elastyczność, bardzo dużą udarność, dużą stabilność kształtu w warunkach oddziaływania obciążeń cieplnych, dobrą odporność na zużycie, dobre właściwości ślizgowe oraz przeciwcierne, bardzo dobrą wytrzymałość izolacji elektrycznej, dobrą lub bardzo dobrą odporność na działanie środowisk zewnętrznych, bardzo dobre właściwości technologiczne, korzystne cechy przeciwzapalne. Istotną cechą poliamidów, jest duża podatność na pochłanianie wilgoci (niezbędna dla uzyskania dobrych właściwości mechanicznych), ale stwarzająca problemy stabilności wymiarowej, związanej ze zmianą objętości wyrobu.
Laminaty fenolowo formaldeleydowe, stanowią osobną grupę materiałów konstrukcyjnych, uzyskiwane przez prasowanie na gorąco warstw nośnika (papier, tkaniny bawełniane, azbestowe lub z włókien szklanych) nasyconego żywicą. Produkowane są w postaci płyt (o grubości 1= 30 mm), kształtek i rur. Poddają się obróbce mechanicznej. Stosowane na części elektrotechniczne i części maszyn (koła zębate, tuleje łożyskowe). Piankowe tworzywa fenolowe są stosowane na izolacje cieplne i akustyczne, opakowania oraz elementy dekoracyjne. Cechuje je duża twardość i kruchość, gęstość 20-100 kg/m3.
2.2.5. Tworzywa poliaddycyjne
Żywice epoksydowe - tworzywa chemoutwardzalne na zimno lub na gorąco. Żywice epoksydowe cechuje doskonała przyczepność do wszystkich prawie tworzyw, a zwłaszcza do metali, dobre własności mechaniczne i elektryczne, odporność na działanie czynników atmosferycznych i chemicznych, mała nasiąkalność wodą. Przed utwardzeniem są rozpuszczalne w niektórych rozpuszczalnikach organicznych (np. w acetonie). Można je stosować bez napełniaczy i z napełniaczami (kaolin, kreda, talk, grafit, mączka kwarcowa, sproszkowane metale). Żywice epoksydowe są stosowane w postaci lanej (elementy urządzeń chemicznych i elektrotechnicznych), laminatów na nośniku z włókien szklanych (zbiorniki, karoserie samochodowe), klejów do metali i lakierów izolacyjnych i antykorozyjnych. W Polsce są produkowane pod nazwą Epidian.
Poliuretany, stosowane do wyrobu żywic lanych, miękkich lub twardych pianek (używanych głównie na elementy mebli, wykładziny bieżni i hal sportowych, jako tworzywo termoizolacyjne), lakierów, klejów, włókien poliuretanowych, kauczuków (opony samochodowe).
2.2.6. Silikony
Żywice silikonowe - wielkocząsteczkowe związki krzemu, pośrednie między substancjami organicznymi i nieorganicznymi, o bardzo zróżnicowanych własnościach (elastyczne, twarde i bardzo twarde), stosowane w postaci tłoczyw (na kształtki elektroizolacyjne), laminatów na nośniku z włókien szklanych (elementy transformatorów i maszyn elektrycznych) oraz lakierów.
Tłoczywa silikonowe uzyskuje się bądź przez zmieszanie sproszkowanych żywic z napełniaczami mineralnymi (mika, włókna szklane itd.), bądź przez nasycanie napełniaczy roztworami żywic w toluenie, ksylenie i in. Stosuje się prasowanie zwykłe lub przetłoczone w temp. 175°C, pod ciśnieniem 30-70 MPa. Wyroby cechują dobre własności mechaniczne (wytrzymałość na zginanie do 70 MPa) i elektryczne oraz odporność cieplna do 350°C. Żywice silikonowe lakiernicze są produkowane w Polsce pod nazwą Silak.
2.2.7. ABS
ABS-termoplastyczne mieszaniny kopolimeru z kauczukiem lub terpolimery i akrylonitrylu na polibutadienie. Własności ABS zależą od składu i metody produkcji, jest on nieprzezroczysty lub nieco przeświecający. ABS do celów konstrukcyjnych ma gęstość 1020-1100 kg/m3, wytrzymałość na rozciąganie 20-65 N/mm2, wydłużenie przy zerwaniu 30-200%, udarność nieskończenie wielką, udarność z karbem 300-500 Nm/m, mięknie w granicach temperatury 85-115°C; chłonie 0,2-0,3% wody. Własności mechaniczne i odporność cieplną ABS powiększa metalizowanie galwaniczne oraz stosowanie wzmocnienia włóknem szklanym. Zastosowanie: elementy wyposażenia samochodu (zwłaszcza metalizowane), obudowy elektrycznego sprzętu domowego, części maszyn (zwłaszcza z włóknem szklanym), rury, kadłuby łodzi, itp. Podobne kopolimery: ACS, MABS, MBS, XABS.
2.2.8. Fibra
Fibra (łac. włókno) - produkt modyfikowania wysokogatunkowego, nieklejonego papieru. Gęstość 1000-1500 kg/m3, wytrzymałość na rozciąganie 100 N/mm2, własności elektroizolacyjne dobre, chłonność wody 50-70%, nierozpuszczalność w substancjach organicznych, rozkładanie się pod wpływem kwasów i alkaliów. Daje się dobrze obrabiać mechanicznie i kleić. Służy do wyrobu elementów elektroizolacyjnych, części maszyn.
2.2.9. Teflon
Teflon, tworzywo niepalne, o dużej wytrzymałości mechanicznej i odporności na działanie wysokiej temperatury przez dłuższy czas (do 250°C), ma dobre właściwości dielektryczne, bardzo mały współczynnik tarcia, jest odporny na działanie chemikaliów i czynników atmosferycznych; stosowany do wyrobu łożysk bezsmarowych, części armatury, uszczelek, przewodów, wykładziny aparatury chemicznej, naczyń kuchennych i in. W Polsce produkowany pod nazwą tarflen.
2.2.10. Kompozyty
Kompozyty - tworzywa złożone, z co najmniej 2 składników o różnych właściwościach w taki sposób, że mają właściwości lepsze i/lub nowe (dodatkowe) w porównaniu z właściwościami poszczególnych składników lub w porównaniu z sumą właściwości tych składników. Kompozyt jest materiałem zewnętrznie monolitycznym, jednakże z makroskopowo widocznymi granicami między składnikami. Do kompozytów zalicza się materiały wytworzone przez człowieka, wykluczając materiały warstwowe, powlekane lub platerowane (zwane niekiedy konstrukcjami lub układami kompozytowymi) oraz materiały będące kompozytami naturalnymi (np.: drewno, kości ssaków).
Zasadniczym problemem przy projektowaniu i wytwarzaniu kompozytów jest taki dobór odpowiednich składników o określonych kształtach, rozmiarach oraz ich geometryczne wzajemne rozmieszczenie w kompozycie, aby otrzymać materiał o pożądanych właściwościach. Dobór komponentów może opierać się na przewidywaniu uzyskania właściwości przede wszystkim tzw. sumarycznych i wynikowych. Właściwości sumaryczne (addytywne) uzyskuje się przez sumowanie właściwości składników kompozytów. Zaprojektowanie i wytworzenie kompozytu o szczególnych właściwościach wymaga zwykle skomplikowanych obliczeń wytrzymałościowych i zastosowania metod fizykochemicznych w celu ustalenia parametrów technologicznych, a przede wszystkim praktycznych badań wytrzymałościowych wszystkich elementów stosowanych w konstrukcjach.
W najprostszym przypadku, kompozyt jako materiał konstrukcyjny, składa się z osnowy i rozmieszczonego w niej drugiego składnika, zwanego ze względu na dużo lepsze wskaźniki wytrzymałościowe niż wskaźniki osnowy, zbrojeniem, komponentem wzmacniającym albo fazą wzmacniającą. Rodzaj osnowy kompozytu zależy od warunków pracy, a od warunków pracy i rodzaju osnowy zależy wybór odpowiedniego zbrojenia. Podstawowe dla prawidłowej pracy kompozytu jest dobre połączenie osnowy ze zbrojeniem; w wielu przypadkach wymaga to specjalnego przygotowania powierzchni zbrojenia (np.: pokrycia specjalnymi warstewkami, trawienia) i odpowiednich warunków technologicznych łączenia. Strefa połączenia osnowa-zbrojenie, nie powinna wykazywać obniżonej wytrzymałości. Jako osnowę stosuje się m.in. polimery syntetyczne (np. żywice epoksydowe lub poliestrowe), metale (np.: tytan, glin, miedź, nikiel), tworzywa ceramiczne. Zbrojenie ma zwykle postać drobnych cząstek (np.: tlenków: Al, Zr) lub włókien o dużej wytrzymałości i sprężystości (np.: szklanych, grafitowych, borowych, kwarcowych, korundowych, organicznych, z węglika krzemu). Włókna stosuje się w postaci pasm włókien elementarnych lub tkanin, mat itp.
Kompozyty znalazły szerokie zastosowanie jako materiały konstrukcyjne w wielu dziedzinach techniki, m.in. w budownictwie (np.: beton, żelbet), w technice lotniczej i astronautyce (np.: śmigłowce, elementy samolotów, rakiet, sztucznych satelitów), w przemyśle środków transportu kołowego i szynowego (np.: resory i zderzaki samochodowe, okładziny hamulcowe), w produkcji części maszyn, urządzeń i wyrobów sprzętu sportowego (np.: łodzie, narty, tyczki, oszczepy).
26