Quali sono le materie prime fondamentali per la produzione di FRP?

Fibra di vetro: il rinforzo principale nell'FRP

La fibra di vetro funge da rinforzo primario nell'FRP e influenza direttamente la qualità dei prodotti in FRP. Tra le sue numerose qualità vantaggiose, presenta un rapporto resistenza-peso notevole: è molto più leggera di materiali come l'acciaio e offre una resistenza strutturale comparabile. Oltre ai vantaggi relativi a resistenza e peso, la fibra di vetro è altamente resistente alla corrosione.

La fibra di vetro viene utilizzata in modi diversi nella produzione di FRP. Per completare strati ampi di FRP utilizzati in infrastrutture come serbatoi per acqua o componenti di ponti, si impiega la Woven Rovings, poiché è spessa e resistente. Per forme complesse come prodotti per il tempo libero o materiali edili, Chopped Strands e Chopped Strand Mat sono più facili da modellare. La Milled Glass Fiber ha particelle fini e viene utilizzata nelle resine per migliorare le superfici esposte dell'FRP.

Polimeri: il legante nell'FRP

Con polimeri adesivi, le resine nella vetroresina forniscono forma e integrazione strutturale. Anche il "miglior vetroresina" è inutile se vengono utilizzate "resine di scarsa qualità" nella produzione di un prodotto in vetroresina. Ogni filamento è circondato, integrato e indurito densamente, aderendo a ciascun filamento, quindi viene indurito.

Diversi tipi di resine polimeriche sono selezionati in base all'uso specifico del prodotto in vetroresina. Per impieghi ad alte prestazioni come componenti aerospaziali o componenti elettrici di alta precisione, le resine epossidiche sono le più adatte grazie alla loro forte adesione e all'elevata resistenza meccanica. Per materiali da costruzione, parti per il trasporto e articoli sportivi e ricreativi, sono sufficienti resine poliestere meno costose e più facili da lavorare. Per applicazioni chimiche, come apparecchiature che devono resistere a condizioni difficili, le resine vinil estere sono le migliori grazie alla loro eccellente resistenza alla corrosione e alla resistenza meccanica. Sono inoltre una combinazione di epossidico e poliestere.

La prestazione a lungo termine del FRP sarà influenzata anche dalla qualità della resina. I prodotti in FRP utilizzati all'aperto, come componenti di infrastrutture o facciate edilizie, sono esposti agli agenti atmosferici e necessitano di resine resistenti alle intemperie, in modo che sole, pioggia e variazioni di temperatura non causino degrado. Le parti in FRP impiegate in applicazioni ad alta temperatura, come alcuni tipi di apparecchiature per il risparmio energetico, dovranno essere realizzate con resine resistenti al calore.

Gli additivi sono materie prime essenziali nella produzione del FRP spesso trascurate. Essi migliorano le prestazioni del FRP per soddisfare i requisiti di una specifica applicazione. Senza di essi, i prodotti in FRP sarebbero rigidi dal punto di vista funzionale e incapaci di adattarsi a diverse esigenze ambientali e operative.

Gli agenti di cura sono tra gli additivi più comuni utilizzati nella produzione di materiali compositi. Un agente di cura ben studiato controlla il processo di indurimento delle resine alla velocità e temperatura desiderate per ottenere la finitura richiesta del composito. Un agente di cura ben studiato garantisce inoltre che il tempo necessario per la produzione di prodotti in FRP non sia eccessivamente lungo né troppo breve, prevenendo così la sovra-cura o crepe dovute a una cura non uniforme. Gli stabilizzanti UV sono anch'essi additivi importanti. Essi proteggono i prodotti in FRP dallo scolorimento, dall'indurimento e dalla perdita di integrità strutturale nel tempo a causa dell'esposizione ai raggi ultravioletti. Questa caratteristica è particolarmente utile per prodotti in FRP destinati all'esterno, ad esempio componenti per il settore dei trasporti e materiali da costruzione.

I prodotti in FRP utilizzati negli edifici pubblici e quelli realizzati per applicazioni elettriche contengono anche additivi ritardanti di fiamma. Questi additivi riducono la infiammabilità del FRP, garantendo una certa sicurezza in caso di incendio. Per il FRP utilizzato nel settore chimico, vengono aggiunti degli inibitori della corrosione per migliorare la resistenza del materiale ai prodotti chimici e prolungare la vita del prodotto in ambienti chimici aggressivi. La riduzione dei costi è ottenuta attraverso l'uso di cariche, che sono anch'esse additivi. Ad esempio, la rigidità del composito può essere migliorata mediante cariche, come il carbonato di calcio o il talco, che determinano una riduzione marginale della resistenza del composito, caratteristica che in alcuni casi può essere desiderabile.