Unter „Verstärken“ versteht man den Vorgang, etwas stärker zu machen, indem man Material hinzufügt, das zusätzlichen Halt oder Struktur bietet. Verstärkte Kunststoffe sind Kunststoffe, deren Eigenschaften durch Zugabe anderer Materialien verbessert wurden. Beispielsweise sind verstärkte Kunststoffe tendenziell stärker und weniger hitzeempfindlich als normale Kunststoffe. Verstärkte Kunststoffe werden in verschiedenen Branchen zur Herstellung unterschiedlicher Produkttypen verwendet. Zwei gängige Typen sind glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) und kohlenstoffverstärkte Kunststoffe (CFK).
Kunststoffe gelten als vielseitige Materialien. In vielen Fällen sind die Kunststoffe jedoch ohne Zugabe zu schwach für die Zwecke, die man gerne nutzen möchte. 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 Position des Materials beeinflusst werden. Wenn einem Array etwas hinzugefügt wird, wird das resultierende Produkt oft als Verbundprodukt bezeichnet.
Bei der Herstellung von GFK wird ein Thermoplast, beispielsweise Polyester, mit Glasfasern kombiniert. Es gibt mehrere Methoden, dies zu erreichen, eine beliebte Methode ist jedoch die Herstellung einer Matte aus Glasfaser. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die Glasfasern in die gewünschte Richtung gelegt, mehrlagig aufgebaut und mit dem Thermoplast verbunden werden. Produkte aus GFK werden in der Regel mithilfe von Formen hergestellt.
Es wird angenommen, dass die Idee während des Zweiten Weltkriegs im Vereinigten Königreich entwickelt wurde, ein bestimmtes Datum oder ein bestimmter Erfinder ist jedoch nicht allgemein bekannt. Derzeit gibt es viele Hersteller dieser verstärkten Kunststoffe. GFK wird häufig zur Herstellung von Teilen für Yachten, Hochleistungsautos und Flugzeuge verwendet.
Ein Polymer ist eine Struktur, die aus vielen miteinander verbundenen Molekülen besteht. Bei der Herstellung von CFK wird ein Polymer wie Epoxidharz mit Kohlenstofffasern kombiniert. Eine Kohlenstofffaser wird im Allgemeinen durch Erhitzen einer anderen Art von Polymer, beispielsweise Polyacrylnitril, hergestellt. Bei korrekter Durchführung dieses Prozesses entstehen Carbonfäden, auch Carbonfasern genannt.
CFK wird oft durch einen Prozess hergestellt, der dem zur Herstellung von GFK ähnelt. Kohlenstofffasern werden durch einen von mehreren Prozessen zu einem Stoff verarbeitet. Anschließend werden Schichten dieses Stoffes in eine Form gelegt. Das Epoxidharz wird dann verwendet, um die Form zu füllen, und sobald es trocknet, dienen die Kohlenstoffgewebe als Verstärkung, ohne viel Gewicht hinzuzufügen. CFK wird zur Herstellung von Gegenständen wie Fahrradteilen, Teilen von Raumfahrzeugen und Billardqueues verwendet.