Kompozyty (materiały kompozytowe) to materiały o strukturze niejednorodnej, złożone z dwóch lub więcej komponentów (faz) o różnych właściwościach. Właściwości kompozytów nigdy nie są sumą czy średnią właściwości jego składników. Najczęściej jeden z komponentów stanowi lepiszcze, które gwarantuje jego spójność, twardość i elastyczność, a drugi, tzw. komponent konstrukcyjny zapewnia odporność na ściskanie/rozciąganie. Najczęściej stosowane komponenty konstrukcyjne to silne włókna takie jak włókno szklane, kwarc, azbest, kevlar czy włókna węglowe dające materiałowi dużą odporność na rozciąganie. Lepiszcza to przeważnie żywice syntetyczne oparte na poliestrach, polieterach, epoksydach, poliuretanach i żywicach silikonowych.
Materiały kompozytowe znane są ludzkości od tysięcy lat, np. tradycyjna, chińska laka, służąca do wyrobu naczyń i mebli otrzymywana przez przesycanie wielu cienkich warstw papieru i tkanin żywicznym „samoutwardzalnym” sokiem z sumaka rhus, była stosowana od co najmniej V w. p.n.e. Równie starym i powszechnie stosowanym od wieków kompozytem jest drewniana sklejka.
Kompozyty mają zastosowanie jako materiały konstrukcyjne w wielu dziedzinach techniki, m.in. w budownictwie (np. beton, żelbet), w technice lotniczej i astronautyce (np. 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).
W ciągu ostatnich kilku dekad kompozyty polimerowe coraz częściej zastępowane są kompozytami otrzymywanymi z udziałem surowców odnawialnych, czyli biokompozytami. Wiodące marki z całego świata inwestują w technologię, by pokonywać przeszkody związane z przetwórstwem biotworzyw. Wciąż znajdowane są nowe możliwości zastosowań takich materiałów, gdyż ich właściwości już niemalże dorównują tradycyjnym tworzywom.
Biokompozyty
Kompozyt polimerowy, w którym chociaż jeden ze składników jest biopochodny lub biodegradowalny, określa się mianem biokompozytu.
Biokompozyty coraz częściej znajdują zastosowanie w różnych sektorach gospodarki – szczególnie w przemyśle samochodowym, gdzie całkowite zużycie różnego rodzaju surowców roślinnych w 2012r. w Europie wyniosło 80 tysięcy ton. Globalny rynek produkcji i sprzedaży biokompozytów cały czas pnie się w górę. Przyczyną wzrostu zainteresowania biokompozytami jest nie tylko duży popyt ze strony branż, które są głównymi odbiorcami tych materiałów, lecz również ze względu na ciągłe opracowywanie i modyfikowanie coraz lepszych biokompozytów. Stale poszerza się obszar ich zastosowań.
Z jakich materiałów?
Intensywne badania dotyczą kompozytów z udziałem takich włókien naturalnych jak: kenaf, sisal, juta, len, konopie, mączka drzewna, ramia, bambus, włókna bawełniane czy kokosowe
Zasadnicze korzyści ze stosowania biokompozytów
Przede wszystkim należy wspomnieć o zastosowaniu biokompozytów jako alternatywie dla wyrobów ropopochodnych. Stosując bioodnawialne materiały zapobiega się naruszeniu równowagi popytu i podaży produktów wytwarzanych z nieodnawialnych surowców kopalnych, równoważy się gospodarke odpadami, zmniejsza się emisję dwutlenku węgla, zapewnia się biodegradowalność tworzyw lub ułatwiony proces recyklingu.
Kompozyty biodegradowalne
Polimery biodegradowalne otrzymywane są obecnie na świecie głównie z roślin. Można je również wyodrębnić z bakterii i grzybów bądź nawet z pancerzy skorupiaków. Niektóre syntetyzuje się z surowców petrochemicznych.
Spośród petrochemicznych termoplastycznych polimerów biodegradowalnych do najważniejszych należy zaliczyć poliestry alifatyczne i kopoliestry, w tym np. PCL, PBS, PBSA. Polimery w pełni biodegradowalne są całkowicie przetwarzane przez mikroorganizmy na dwutlenek węgla, wodę i humus. Polimer uważany jest za biodegradowalny, jeśli w całości ulega rozkładowi przez bakterie w glebie lub w wodzie w ciągu 6 miesięcy [10np]. Polimery i kompozyty biodegradowalne można przetwarzać, stosując większość standardowych technologii przetwórstwa tworzyw sztucznych, włącznie z termoformowaniem, wytłaczaniem, formowaniem wtryskowym i rozdmuchowym.
Kompozyty te znajdują zastosowanie m.in. w przemyśle budowlanym, motoryzacyjnym, meblowym, a także w produkcji dóbr konsumpcyjnych, takich jak: artykuły biurowe, kubki, zabawki i wiele innych przedmiotów codziennego użytku.
Polski rynek biokompozytów
W naszym kraju rynek biokompyzotów posiada ogromny potencjał, aczkolwiek jest wciąż niezagospodarowany. Największe zainteresowanie na świecie jest w Stanach Zjednoczonych, Niemczech, Japonii. Trwa już komercyjna produkcja tego typu kompozytów o wysokim module sprężystości, dobrej wytrzymałości, posiadających zdolność rozpraszania energii i inne interesujące właściwości.