در كاربردهای مهندسی، اغلب به تلفیق خواص مواد نیاز است. به عنوان مثال در صنایع هوافضا، كاربردهای زیر آبی، حمل و نقل و امثال آنها، امكان استفاده از یك نوع ماده كه همه خواص مورد نظر را فراهم نماید، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنایع هوافضا به موادی نیاز است كه ضمن داشتن استحكام بالا، سبك باشند، مقاومت سایشی و UV خوبی داشته باشند و...
از آنجا كه نمی توان ماده*ای یافت كه همه خواص مورد نظر را دارا باشد، باید به دنبال چاره*ای دیگر بود. كلید این مشكل، استفاده از كامپوزیتهاست. كامپوزیتها موادی چند جزیی هستند كه خواص آنها در مجموع از هركدام از اجزاء بهتر است. ضمن آنكه اجزای مختلف، كارایی یكدیگر را بهبود می*بخشند. اگرچه كامپوزیتهای طبیعی، فلزی و سرامیكی نیز در این بحث می*گنجند، ولی در اینجا ما تنها به كامپوزیتهای پلیمری می*پردازیم.
در كامپوزیتهای پلیمری حداقل دو جزء مشاهده می*شود:
1. فاز تقویت كننده كه درون ماتریس پخش شده است.
2. فاز ماتریس كه فاز دیگر را در بر می*گیرد و یك پلیمر گرماسخت یا گرمانرم می*باشد كه گاهی قبل از سخت شدن آنرا رزین می*نامند.
خواص كامپوزیتها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشكیل دهنده و تركیب درصد آنها، شكل و آرایش تقویت كننده و اتصال دو جزء به یكدیگر بستگی دارد. از نظر فنی، كامپوزیتهای لیفی، مهمترین نوع كامپوزیتها می باشند كه خود به دو دسته الیاف كوتاه و بلند تقسیم می*شوند. الیاف می*بایست استحكام كششی بسیار بالایی داشته، خواص لیف آن (در قطر كم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نیرو توسط الیاف تحمل می*شود و ماتریس پلیمری در واقع ضمن حفاظت الیاف از صدمات فیزیكی و شیمیایی، كار انتقال نیرو به الیاف را انجام می*دهد. ضمناً ماتریس الیاف را به مانند یك چسب كنار هم نگه می*دارد و البته گسترش ترك را محدود می*كند. مدول ماتریس پلیمری باید از الیاف پایینتر باشد و اتصال قوی بین الیاف و ماتریس بوجود بیاورد. خواص كامپوزیت بستگی زیادی به خواص الیاف و پلیمر و نیز جهت و طول الیاف و كیفیت اتصال رزین و الیاف دارد. اگر الیاف از یك حدی كه طول بحرانی نامیده می*شود، كوتاهتر باشند، نمی*توانند حداكثر نقش تقویت كنندگی خود را ایفا نمایند. الیافی كه در صنعت كامپوزیت استفاده می*شوند به دو دسته تقسیم می*شوند:
الف)الیاف مصنوعی ب)الیاف طبیعی.
كارایی كامپوزیتهای پلیمری مهندسی توسط خواص اجزاء آنها تعیین میشود. اغلب آنها دارای الیاف با مدول بالا هستند كه در ماتریسهای پلیمری قرار داده شدهاند و فصل مشترك خوبی نیز بین این دو جزء وجود دارد. ماتریس پلیمری دومین جزء عمده كامپوزیتهای پلیمری است. این بخش عملكردهای بسیار مهمی در كامپوزیت دارد. اول اینكه به عنوان یك بایندر یا چسب الیاف تقویت كننده را نگه میدارد. دوم، ماتریس تحت بار اعمالی تغییر شكل میدهد و تنش را به الیاف محكم و سفت منتقل میكند.
سوم، رفتار پلاستیك ماتریس پلیمری، انرژی را جذب كرده، موجب كاهش تمركز تنش میشود كه در نتیجه، رفتار چقرمگی در شكست را بهبود میبخشد. تقویت كننده ها معمولاً شكننده هستند و رفتار پلاستیك ماتریس میتواند موجب تغییر مسیر تركهای موازی با الیاف شود و موجب جلوگیری از شكست الیاف واقع در یك صفحه شود. بحث در مورد مصادیق ماتریسهای پلیمری مورد استفاده دركامپوزیتها به معنای بحث در مورد تمام پلاستیكهای تجاری موجود میباشد. در تیوری تمام گرماسختها و گرمانرمها میتوانند به عنوان ماتریس پلیمری استفاده شوند. در عمل، گروههای مشخصی از پلیمرها به لحاظ فنی و اقتصادی دارای اهمیت هستند. در میان پلیمرهای گرماسخت پلی استر غیر اشباع، وینیل استر، فنل فرمآلدهید(فنولیك) اپوكسی و رزینهای پلی آمید بیشترین كاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهای متعددی استفاده میشوند، PEEK، پلی پروپیلن و نایلون بیشترین زمینه و اهمیت را دارا هستند. همچنین به دلیل اهمیت زیست محیطی، دراین بخش به رزینهای دارای منشأ طبیعی و تجدیدپذیر نیز، پرداخته شده است. از الیاف متداول در كامپوزیتها می*توان به شیشه، كربن و آرامید اشاره نمود. در میان رزینها نیز، پلی استر، وینیل استر، اپوكسی و فنولیك از اهمیت بیشتری برخوردار هستند.