Verstärkung kann als der Vorgang definiert werden, etwas stärker zu machen, indem Material hinzugefügt wird, das zusätzliche Unterstützung oder Struktur bietet. Verstärkte Kunststoffe sind Kunststoffe, deren Eigenschaften durch Zugabe anderer Materialien verbessert wurden. Beispielsweise sind verstärkte Kunststoffe in der Regel robuster und weniger hitzeempfindlich als normale Kunststoffe. Verstärkte Kunststoffe werden in verschiedenen Industrien verwendet, um verschiedene Arten von Produkten herzustellen. Zwei gängige Typen sind glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) und kohlenstoffverstärkte Kunststoffe (CFK).
Kunststoffe gelten als vielseitige Materialien. In vielen Fällen sind Kunststoffe jedoch, wenn sie nicht hinzugefügt werden, zu schwach für die Zwecke, für die die Menschen sie verwenden möchten. Diese schwachen Materialien selbst werden oft als Matrix bezeichnet.
Verstärkende Kunststoffe machen sie im Allgemeinen fester und elastischer. Der Grad der Festigkeit und Elastizität kann durch Faktoren wie die Art des Verstärkungsmaterials, die Konzentration dieses Materials und die Positionierung des Materials beeinflusst werden. Wenn etwas zu einer Matrix hinzugefügt wird, wird das resultierende Produkt oft als Komposit bezeichnet.
Bei der Herstellung von GFK wird ein Thermoplast wie Polyester mit Glasfasern kombiniert. Es gibt mehrere Verfahren, um dies zu erreichen, aber ein beliebtes Verfahren beinhaltet die Herstellung einer Matte aus den Glasfasern. Dies kann erfolgen, indem man die Glasfasern in gewünschte Richtungen anordnet, mehrere Schichten herstellt und sie mit dem Thermoplast verbindet. Die aus GFK hergestellten Produkte werden oft mit Formen hergestellt.
Es wird angenommen, dass die Idee während des Zweiten Weltkriegs im Vereinigten Königreich entwickelt wurde, aber im Allgemeinen wird kein bestimmtes Datum oder kein Erfinder anerkannt. Derzeit gibt es viele Hersteller dieser verstärkten Kunststoffe. GFK werden häufig zur Herstellung von Teilen für Yachten, Hochleistungsautos und Flugzeuge verwendet.
Ein Polymer ist eine Struktur, die aus zahlreichen miteinander verbundenen Molekülen besteht. Bei der Herstellung von CFK wird ein Polymer wie Epoxid mit Kohlefasern kombiniert. Eine Kohlefaser wird im Allgemeinen durch Erhitzen eines anderen Polymertyps, wie beispielsweise Polyacrylnitril, hergestellt. Bei richtiger Durchführung dieses Prozesses entstehen Karbonfäden, auch Karbonfasern genannt.
CFK wird oft durch einen ähnlichen Prozess wie GFK hergestellt. Die Kohlefasern werden durch einen von mehreren Prozessen zu einem Gewebe verarbeitet. Schichten dieses Stoffes werden dann in eine Form gelegt. Danach wird das Epoxid verwendet, um die Form zu füllen, und sobald es trocknet, wirken die Carbongewebe als Verstärkung, ohne viel Gewicht hinzuzufügen. CRP wird verwendet, um Gegenstände wie Fahrradteile, Raumfahrzeugteile und Pool-Sticks herzustellen.