Language
Country/Area
No result found
La misteriosa origine della plastica rinforzata con fibre: come è stata creata?
La plastica rinforzata con fibre (FRP), nota anche come polimero rinforzato con fibre (o fibra in inglese), è un materiale composito costituito da una matrice polimerica rinforzata con fibre. Queste fibre sono solitamente di vetro, carbonio, aramide o basalto, anche se vengono utilizzate anche fibre meno comuni come carta, legno, boro o amianto. Il polimero è solitamente un epossidico, un estere vinilestere o un poliestere termoindurente, anche se oggi vengono ancora utilizzate resine fenoliche. Oggigiorno, la FRP è ampiamente utilizzata nei settori aerospaziale, automobilistico, marittimo ed edile e può essere trovata persino nelle protezioni balistiche e nei cilindri degli autorespiratori.
Revisione della storia
Le prime plastiche rinforzate con fibre hanno attirato l'attenzione di molti scienziati per le loro proprietà uniche. All'inizio del XX secolo, la bachelite era considerata la prima plastica rinforzata con fibre. Per comprendere questo processo, possiamo risalire al chimico Leo Baekeland, la cui ricerca era volta a trovare un sostituto per la colla di conchiglie. Man mano che la sua conoscenza di numerose resine e fibre naturali come polimeri aumentava, Baekeland iniziò a sperimentare le reazioni del fenolo e della formaldeide. Nel 1905 riuscì per la prima volta a creare un materiale duro e modellabile: la bachelite, la prima plastica sintetica al mondo.
Negli anni '30, la ricerca sulle applicazioni commerciali delle materie plastiche rinforzate con fibre era in pieno svolgimento. Nel Regno Unito, pionieri come Norman de Bruyne hanno svolto numerose ricerche, soprattutto nel settore dell'aviazione. La sorprendente scoperta avvenne nel 1932, quando il ricercatore Games Slayter creò accidentalmente fibre di vetro soffiando aria compressa su un flusso di vetro fuso. Successivamente, si allearono con la Corning e nel 1935 iniziarono ad applicare questa tecnologia alla produzione del loro materiale brevettato "fibra di vetro".
"Le materie plastiche rinforzate con fibre stanno iniziando a mostrare un grande potenziale nei materiali da costruzione strutturali."
Processo di fabbricazione FRP
La produzione di FRP prevede due processi principali: uno è la fabbricazione e la formatura delle materie prime, e l'altro è l'incollaggio dei materiali in fibra alla matrice. Il materiale polimerico iniziale è chiamato matrice, una plastica relativamente fragile rinforzata con fibre che le conferiscono resistenza ed elasticità.
"Nelle plastiche rinforzate con fibre, la presenza di fibre migliora significativamente le proprietà meccaniche del materiale."
Processo di fabbricazione e stampaggio delle fibre
Durante il processo di fabbricazione FRP, le fibre vengono prodotte in forme bidimensionali o tridimensionali per migliorarne le proprietà. Questo sviluppo nasce dalle esigenze in termini di costi, proprietà meccaniche e tolleranza ai danni da impatto. La forma preformata della fibra è la forma del materiale prima dell'ulteriore combinazione con la matrice, che comprende tecniche quali tessitura, lavorazione a maglia, intreccio e cucitura.
Processo di stampaggio
La maggior parte delle parti in plastica rinforzata con fibre viene realizzata tramite lavorazione meccanica tramite stampi. Le fibre preformate possono essere fibre asciutte o preimpregnate di resina, mentre la parte finale viene polimerizzata in uno stampo per assumere la forma desiderata. Una progettazione sofisticata degli stampi e l'applicazione di calore e pressione possono migliorare la qualità del materiale.
Vantaggi e limiti dell'FRP
L'avvento delle plastiche rinforzate con fibre non ha solo rivoluzionato la scienza dei materiali, ma ha anche promosso lo sviluppo di vari settori industriali. Ad esempio, nel settore aerospaziale, i materiali FRP sono ampiamente utilizzati grazie alla loro elevata resistenza, leggerezza e forte resistenza alla corrosione. Tuttavia, il processo di produzione di questi materiali è costoso e ciò limita il loro impiego su larga scala in determinati ambiti applicativi.
Nella storia complessiva della scienza dei materiali, le plastiche rinforzate con fibre sono sia il prodotto dell'innovazione tecnologica sia l'incarnazione della crescente domanda industriale. In futuro, con il progresso della tecnologia e l'ampliamento dei suoi campi di applicazione, in che modo lo sviluppo delle plastiche rinforzate con fibre influenzerà le nostre vite?
