Textile reinforced composites – in the frame of MAPICC 3D project (eng.)

Riječ je o kratkom pregledu materijala i tehnologija istraženih za potrebe razvoja tekstilom ojačanih kompozita i pametnog tekstila u okviru europskog projekta MAPICC 3D – Sedmog okvirnog programa (FP7) Europske komisije. U knjizi su prikazane tri studije kompozitnih materijala. Prva studija vezana je uz višeslojne pletene materijale izrađene iz pređe od miješanih vlakana, staklo/polipropilen (GF/PP), te uz odgovarajuće termoplastične kompozite razvijene na Technische Universität Dresden (TUD, Dresden, Njemačka). Slobodna površinska energija (SFE) ovih struktura izračunata je i objašnjena dvjema tehnikama: metodom penetracije otapala prema Chibowskom te metodom mjerenja kontaktnoga kuta.

Druga prikazana studija usmjerena je na proizvodnju drvenih laminata razvijenih u tvtki “Latvijas Finieris" i Rigas Tehniskā Universitāte u Latviji, te na mjerenje njihove slobodne površinske energije bez tekstilnog ojačanja i s tekstilnim ojačanjem.

Treća studija prikazuje razvoj tekstilnih senzora i elektromehanička mjerenja u tekstilnom straživačkom laboratoriju GEMTEX (ENSAIT, Roubaix, Francuska).

Zbog male mase i dobrih mehaničkih svojstava, tekstilom ojačani kompoziti već se koriste  u transportnoj industriji, uglavnom za zamjenu metalnih dijelova u vozilima. U skladu s europskim propisima o sigurnosti te emisiji plinova, primjena ovih kompozita sve je veća zbog njezine uloge u smanjenju potrošnje goriva i niže cijene poizvoda. Svojstva ojačanih kompozita ne ovise samo o tekstilu za pojačanje matričnog polimera, nego i o međufaznom djelovanju tekstila i polimerne matrice, a osobito kad se u obzir uzme životni vijek materijala i moguća oštećenja poput pukotine matrice. One se pojavljuju između vlakana kao mikropukotine ili između slojeva u kompozitu.

Kompoziti ojačani tekstilom iz miješanih pređa imaju poboljšana osnovna svojstva (čvrstoću, krutost, otpornost na okoliš i drugo) i  veliku fleksibilnost te su pogodni za termičko oblikovanje složenih oblika. Korištenje otpadnih ugljičnih vlakana, tkanina i kompozita danas je također aktualno i nalazi svoju primjenu u industriji. Međutim, veoma je mali broj industrijskih procesa recikliranja i samo je nekoliko tvrtki u Europi pronašlo način za recikliranje proizvoda koji sadrže ugljik. Istraživački centri i akademska zajednica pokušavaju riješiti ovaj problem i time doprinijeti smjernicama Europske unije o održivom razvoju.  

Posebno je prisutan porast termoplastičnih kompozita ojačanih staklenim vlaknima zbog jednostavne obrade i drugih prednosti ovih vlakana kao što su poboljšana otpornost i neograničeni vijek trajanja. Staklena su vlakna u široj primjeni jer imaju dobra mehanička svojstva i optimizirani trošak proizvodnje.

U skoroj će budućnosti primjena pametnog tekstila imati još veću i važniju ulogu u europskom sektoru za tehničke tekstilije te u tekstilnoj industriji na prijelazu u konkurentnu industriju znanja.

Integracija električnih i elektroničkih sustava u tekstilnim materijalima za proizvodnju kompozita treba slijediti važna svojstva tekstila poput elastičnosti, fleksibilnosti i mogućnosti oblikovanja. Razvoj elektrovodljivih tekstilnih materijala ključni je zadatak novih istraživanja pametnog tekstila. Riječ je  inovacijama koje su proširile primjenu tradicionalnih tekstilnih proizvoda na visokoučinkovite tekstilije razvijene u skladu s posebnim potrebama. Metalna vlakna, optička vlakna kao i vodljiva polimerna vlakna mogu se izravno integrirati u 2D/3D tekstilnu strukturu čime se postiže električna vodljivost tekstila, sposobnost prepoznavanja nekih pojava te sposobnost prijenosa podataka na kompozitni materijal.

Za tekstilom ojačane kompozite moguće je koristiti pametne tekstilne materijale i strukture koji pružaju stvarni online nadzor te in-situ nadzor strukture kompozita. Takvi pametni materijali izrađeni su obradom tekstilnih pređa, niti i tkanina s nanočesticama ili s vodljivim i poluvodljivim polimerima dajući im specifično elektromehaničko ponašanje.