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Il materiale di rinforzo costituisce lo scheletro di supporto del prodotto in FRP, che ne determina sostanzialmente le proprietà meccaniche. L'utilizzo del materiale di rinforzo contribuisce inoltre a ridurre il ritiro del prodotto e ad aumentarne la temperatura di deformazione termica e la resistenza all'urto a basse temperature.

Nella progettazione di prodotti in FRP, la scelta dei materiali di rinforzo deve tenere pienamente conto del processo di stampaggio del prodotto, poiché il tipo, il metodo di posa e il contenuto dei materiali di rinforzo influenzano notevolmente le prestazioni dei prodotti in FRP e ne determinano sostanzialmente la resistenza meccanica e il modulo elastico. Anche le prestazioni dei prodotti pultrusi realizzati con materiali di rinforzo diversi risultano differenti.

Inoltre, pur soddisfacendo i requisiti di prestazione del prodotto del processo di stampaggio, occorre considerare anche il costo, e si dovrebbero selezionare, per quanto possibile, materiali di rinforzo economici. In generale, il costo del roving non arricciato di fili di fibra di vetro è inferiore a quello dei tessuti di fibra; il costo ditappeti in fibra di vetroè inferiore a quella del tessuto e l'impermeabilità è buona, ma la resistenza è bassa; la fibra alcalina è più economica della fibra non alcalina, ma con l'aumento del contenuto di alcali, la sua resistenza agli alcali, la resistenza alla corrosione e le proprietà elettriche diminuiranno.

I tipi di materiali di rinforzo comunemente utilizzati sono i seguenti

1. Roving in fibra di vetro non ritorta

Utilizzando un agente di dimensionamento rinforzato, non attorcigliatoroving in fibra di vetropuò essere suddiviso in tre tipi: seta grezza ritorta, roving diretto non ritorto e roving sfuso non ritorto.

A causa della tensione non uniforme dei fili intrecciati, il materiale tende ad afflosciarsi, formando un anello allentato all'estremità di alimentazione dell'apparecchiatura di pultrusione, il che compromette il regolare svolgimento dell'operazione.

Il roving diretto non ritorto presenta le caratteristiche di una buona aggregazione, una rapida penetrazione della resina e ottime proprietà meccaniche dei prodotti, pertanto attualmente si tende ad utilizzare prevalentemente roving diretto non ritorto.

Le fibre sfuse sono utili per migliorare la resistenza trasversale dei prodotti, come le fibre ondulate e le fibre testurizzate ad aria. Le fibre sfuse combinano l'elevata resistenza delle fibre lunghe continue con la voluminosità delle fibre corte. Sono un materiale con elevata resistenza alle alte temperature, bassa conducibilità termica, resistenza alla corrosione, elevata capacità e alta efficienza di filtrazione. Alcune fibre vengono raggruppate in un unico filamento, migliorando così anche la qualità superficiale dei prodotti pultrusi. Attualmente, le fibre sfuse sono ampiamente utilizzate, sia in Cina che all'estero, come filati di ordito e trama per tessuti decorativi o industriali. Possono essere impiegate per la produzione di materiali d'attrito, isolanti, protettivi o sigillanti.

Requisiti prestazionali per roving di fibra di vetro non ritorti per pultrusione:

(1) Nessun fenomeno di sporgenza;

(2) La tensione delle fibre è uniforme;

(3) Buon raggruppamento;

(4) Buona resistenza all'usura;

(5) Ci sono poche teste rotte, e non è facile arruffarle;

(6) Buona bagnabilità e rapida impregnazione della resina;

(7) Elevata resistenza e rigidità.

roving in fibra di vetro spruzzato 

2. Tappetino in fibra di vetro

Per garantire che i prodotti in FRP pultruso abbiano una resistenza trasversale sufficiente, è necessario utilizzare materiali di rinforzo come stuoie di fili tagliati, stuoie di fili continui, stuoie combinate e tessuti di filati non ritorti. Le stuoie di fili continui sono uno dei materiali di rinforzo trasversale in fibra di vetro più comunemente utilizzati al momento. Per migliorare l'aspetto dei prodotti,tappeto di superficiea volte viene utilizzato.

Il feltro a filamenti continui è composto da diversi strati di fibre di vetro continue disposte in modo casuale in cerchio e unite tra loro con adesivi. Il feltro di superficie è un feltro sottile simile alla carta, formato dalla disposizione casuale e uniforme di filamenti tagliati di lunghezza fissa e uniti con un adesivo. Il contenuto di fibre è compreso tra il 5% e il 15%, e lo spessore è compreso tra 0,3 e 0,4 mm. Può rendere la superficie del prodotto liscia e gradevole alla vista, migliorandone la resistenza all'invecchiamento.

Le caratteristiche del tappeto in fibra di vetro sono: buona copertura, facile impregnazione con resina, elevato contenuto di colla

Requisiti del processo di pultrusione per il tappeto di fibra di vetro:

(1) Ha un'elevata resistenza meccanica

(2) Per i tappeti di fibre tagliate legate chimicamente, il legante deve essere resistente agli effetti chimici e termici durante l'immersione e la preformatura per garantire una resistenza sufficiente durante il processo di formatura;

(3) Buona bagnabilità;

(4) Meno lanugine e meno teste rotte.

Tappetino in fibra di vetro cucito

Tappetino composito in fibra di vetro

3. Tappetino di superficie in fibra di poliestere

Il feltro superficiale in fibra di poliestere è un nuovo tipo di materiale di rinforzo in fibra nell'industria della pultrusione. Esiste un prodotto chiamato Nexus negli Stati Uniti, ampiamente utilizzato nei prodotti pultrusi per sostituiretappeti di superficie in fibra di vetroHa un buon effetto e un costo contenuto. Viene utilizzato con successo da oltre 10 anni.

I vantaggi dell'utilizzo di un tappetino in tessuto di fibra di poliestere:

(1) Può migliorare la resistenza agli urti, alla corrosione e all'invecchiamento atmosferico dei prodotti;

(2) Può migliorare lo stato superficiale del prodotto e rendere la superficie del prodotto più liscia;

(3) Le proprietà di applicazione e di trazione del feltro superficiale in fibra di poliestere sono molto migliori del feltro superficiale in vetro C e non è facile che le estremità si rompano durante il processo di pultrusione, riducendo gli incidenti di parcheggio;

(4) La velocità di pultrusione può essere aumentata;

(5) Può ridurre l'usura dello stampo e migliorare la durata di servizio dello stampo

4. Nastro in tessuto di fibra di vetro

In alcuni prodotti pultrusi speciali, al fine di soddisfare particolari requisiti prestazionali, viene utilizzato un tessuto di vetro di larghezza fissa e spessore inferiore a 0,2 mm, che presenta un'ottima resistenza alla trazione e alla flessione.

5. Applicazione di tessuti bidimensionali e tessuti tridimensionali

Le proprietà meccaniche trasversali dei prodotti compositi pultrusi sono scarse, e l'uso di una treccia bidirezionale migliora efficacemente la resistenza e la rigidità dei prodotti pultrusi.

Le fibre di ordito e trama di questo tessuto non sono intrecciate tra loro, ma con un altro materiale intrecciato, risultando quindi completamente diverso dal tradizionale tessuto di vetro. Le fibre, in ogni direzione, sono collimate e non formano alcuna curvatura, conferendo al prodotto pultruso una resistenza e una rigidità di gran lunga superiori a quelle di un composito realizzato in feltro continuo.

Attualmente, la tecnologia di intreccio a tre vie è diventata il campo di sviluppo tecnologico più interessante e attivo nell'industria dei materiali compositi. In base ai requisiti di carico, la fibra di rinforzo viene intrecciata direttamente in una struttura tridimensionale, la cui forma corrisponde a quella del prodotto composito di cui è composta. Il tessuto a tre vie viene utilizzato nel processo di pultrusione per superare lo stress da taglio interlaminare dei tradizionali prodotti di pultrusione di fibre di rinforzo. Presenta gli svantaggi di una bassa resistenza al taglio e di una facile delaminazione, ma le sue prestazioni interstrato sono ottimali.

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