Vantaggi dei compositi polimerici rinforzati con fibre

Cosa sono i polimeri rinforzati con fibre (FRP) eProfili in polimero rinforzato con vetro (GRP).e per cosa sono più adatti?

FRP include materiali compositi con fibre ad alta resistenza tipicamente contenute all'interno di una matrice polimerica. Le loro proprietà di elevata resistenza e leggerezza sono utili sia in applicazioni commerciali che ingegneristiche. Sono sempre più utilizzati per sostituire materiali tradizionali come il legno e metalli come acciaio, ferro e alluminio.

In generale, il vetroresina è un materiale composito che rientra nella categoria delle materie plastiche rinforzate con fibra di vetro (FRP). Utilizzando poliestere, resina epossidica o vinile come polimero, il vetroresina è realizzato in fibra di vetro e viene utilizzato principalmente in applicazioni commerciali tra cui la produzione di barche, vasche e alianti.

Vantaggi dei compositi polimerici rinforzati con fibre

A volte un produttore può utilizzare uno dei seguenti termini:

• Composito in fibra di vetro
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• Fibra di vetro (GRP)
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• Plastica rinforzata con fibre (FRP)
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Questi nomi in realtà si riferiscono alla stessa cosa: un composito che utilizza due materiali: fibra e resina. Le fibre forniscono il rinforzo, mentre la resina fornisce il corpo – in termini tecnici, la matrice – necessario per dare forma al prodotto.

In questo articolo daremo uno sguardo alla crescente popolarità di FRP e GRP e alle applicazioni per le quali sono più adatti.

FRP è un materiale composito costituito da una matrice polimerica mista a materiali di rinforzo come le fibre. Tipicamente, le fibre possono essere fibre di vetro, fibre aramidiche, di basalto o di carbonio, nonché carta o amianto. Il prodotto risultante è tipicamente un prodotto di plastica semirigida.

Nel frattempo, mentre la maggior parte dei componenti strutturali in fibra di vetro sono realizzati attraverso il processo di pultrusione, la fibra di vetro può anche essere realizzata attraverso stampaggio a compressione, stampaggio a trasferimento di resina, iniezione a stampo aperto e fusione.

Questo è il motivo per cui i produttori basati sulla pultrusione spesso enfatizzano il riferimento ai prodotti che producono esclusivamente come fibre di vetro pultruse per evitare confusione con fibre di vetro prodotte con altri metodi.

Di cosa è fatta la resina?

Il tipo di resina varia con il tipo di FRP. Storicamente, i tipi di resine utilizzate nella pultrusione di fibra di vetro includono:

• Poliestere
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• Poliuretano
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• Resina epossidica
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• Estere vinilico
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Il poliestere rimane la resina più utilizzata e ha eccellenti proprietà a tutto tondo. I vantaggi includono costi relativamente bassi, facilità di lavorazione, polimerizzazione rapida e relativa robustezza.

L'estere vinilico può essere più costoso del poliestere, ma si traduce in un composito FRP più durevole. Nella maggior parte dei casi, la struttura molecolare degli esteri vinilici è molto simile a quella dei poliesteri. La differenza è che gli esteri vinilici contengono meno gruppi di esteri. Pertanto, il composito è più resistente all'acqua e ai prodotti chimici.

Allo stesso tempo, la fibra di vetro a base epossidica offre maggiore durata, forza e resistenza chimica. Inoltre, la resina epossidica aumenta la resistenza alle alte temperature della fibra di vetro. Detto questo, le resine epossidiche hanno requisiti di lavorazione più complessi e tendono ad essere più costose nei materiali.

Più recentemente, molti produttori di vetroresina pultrusa hanno iniziato a utilizzare resine poliuretaniche, che hanno caratteristiche prestazionali dei poliuretani che non sono seconde a nessuno. I poliuretani sono superiori ad altri tipi di resina in termini di forza, tenacità, resistenza al calore, raggi UV e fattori ambientali.

L'utilizzo di prodotti pultrusi ha rivoluzionato diversi settori. Dalla resistenza al calore alla leggerezza, sono un'alternativa ideale ai materiali da costruzione tradizionali. La fibra di vetro pultrusa presenta vantaggi che la rendono uno dei materiali da costruzione più resistenti, durevoli e convenienti oggi disponibili.

Ad esempio, si può affermare che materiali comuni come cemento, acciaio e alluminio sono molto efficaci nella soppressione delle onde elettromagnetiche. In breve, qualsiasi materiale magnetico o conduttivo bloccherà o distorcerà un gran numero di segnali wireless che incontra.

Fortunatamente, la fibra di vetro non è né magnetica né conduttiva. Ciò rende la fibra di vetro adatta all'uso nell'industria delle telecomunicazioni perché è trasparente alle onde radio, alle frequenze cellulari e ad altre forme di segnali elettromagnetici.

In effetti, la fibra di vetro è diventata il materiale preferito per la costruzione di schermi per torri di telefoni cellulari. Sono sempre più utilizzati per fornire strati protettivi per antenne e altre apparecchiature di telecomunicazione.

Vantaggi della fibra di vetro

La fibra di vetro è un'interessante alternativa al metallo. A seconda dell'applicazione, le fibre di vetro offrono vantaggi convincenti, tra cui:

• Molta forza
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• Conservante
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• Peso leggero
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• Non conduttore
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• Trasparenza elettromagnetica
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• Senza manutenzione
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• Facile da trasportare e installare
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• Stabilità termica
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• Diverse applicazioni
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I prodotti pultrusi (FRP e GRP) sono utilizzati in ambienti in cui la resistenza gioca un ruolo fondamentale. Un esempio sono i serbatoi di stoccaggio, che devono essere a contatto con diversi tipi di liquidi e immagazzinare grandi quantità senza rompersi o perdere.

Entrambi i tubi FRP e GRP sono utilizzati in ambienti marini, raffinerie, applicazioni di acque reflue. I produttori stanno personalizzando i profili (colore, forma, dimensione, lunghezza) per l'uso. Questa flessibilità consente ai project manager di scegliere i prodotti in base alle loro esigenze. Ad esempio, tali tubi forniscono acqua per l'irrigazione o l'energia idroelettrica e scaricano le acque reflue.

Beneficio

Controllo dei costi:I prodotti FRP e GRP sono più sostenibili di alternative come legno, alluminio, ferro o acciaio. Durano più a lungo e richiedono poca manutenzione.

Non conduttore:I prodotti pultrusi possono essere non conduttivi, resistenti agli agenti atmosferici, fornire isolamento e resistere alla corrosione.

Facile da trasportare:Sono leggeri, facili ed economici da trasportare.