Tessuto in fibra di aramida

Preimpregnato in fibra aramidica: un punto di riferimento per resistenza agli urti e resistenza agli agenti atmosferici nel settore dei materiali compositi ad alte prestazioni

In settori come l'aerospaziale, il trasporto ferroviario, l'ingegneria marina e la produzione di apparecchiature di alta gamma, che hanno requisiti rigorosi riguardo alle prestazioni dei materiali, il prepreg in fibra aramidica è diventato la soluzione preferita per sostituire i materiali metallici tradizionali e i compositi ordinari grazie alle sue eccellenti prestazioni complessive. Come materiale avanzato composto da tessuto in fibra aramidica e matrice resinosa ad alte prestazioni attraverso un processo speciale, esso non solo eredita perfettamente le caratteristiche di elevata resistenza ed elevato modulo della fibra aramidica stessa, ma ottiene anche un miglioramento sinergico della resistenza agli urti, della stabilità termica e dell'adattabilità ambientale grazie all'infiltrazione e alla polimerizzazione della matrice resinosa. Tra questi, il tessuto in fibra aramidica ha una percentuale in peso non inferiore al 5% nella composizione del materiale, garantendo così il pieno sfruttamento delle eccellenti proprietà meccaniche delle fibre e un forte legame con la matrice resinosa, gettando solide basi per le prestazioni complessive del materiale. Che si tratti di carichi d'impatto in condizioni operative estreme o di corrosione in ambienti complessi, il prepreg in fibra aramidica riesce a dimostrare prestazioni stabili e affidabili, fornendo un supporto fondamentale in termini di materiale per il funzionamento sicuro e la durata prolungata di diverse apparecchiature di alto livello.

Vantaggio principale: Rottura delle prestazioni multidimensionali, adattabile alle esigenze di scenari difficili

1、Eccellente resistenza agli urti, costruzione di una solida linea di difesa per la sicurezza

La resistenza agli urti del prepreg in fibra aramidica è uno dei suoi vantaggi principali rispetto ad altri materiali compositi, risultato della microstruttura unica delle fibre aramidiche e di processi scientifici di composizione dei materiali. Le catene molecolari delle fibre aramidiche presentano una struttura rigida altamente orientata con forze intermolecolari intense. Quando sono soggette a carichi d’urto esterni, le fibre possono assorbire e trasferire rapidamente l'energia. Allo stesso tempo, grazie alla forza di adesione interfacciale tra le fibre e la matrice resinosa, l'energia d’impatto viene dispersa in tutto il sistema materiale, evitando danni causati da concentrazioni locali di stress. Secondo test effettuati da istituzioni autorevoli, a parità di densità superficiale, la resistenza all’urto del prepreg in fibra aramidica è 2-3 volte superiore a quella del prepreg in vetro standard e 4-5 volte superiore a quella dei materiali in lega di alluminio. In applicazioni pratiche, questa prestazione lo rende insostituibile nella protezione dell’abitacolo nel settore aerospaziale, nelle strutture resistenti agli urti per veicoli ferroviari e negli strati protettivi per equipaggiamenti anti-proiettile. Ad esempio, l’utilizzo del prepreg in fibra aramidica nelle parti chiave delle carrozzerie dei treni ad alta velocità può migliorare significativamente la resistenza agli urti in caso di incidenti improvvisi, riducendo al contempo il peso della struttura, garantendo così una protezione efficace della sicurezza dei passeggeri.

2、Eccellente resistenza alla compressione termica, adatto a condizioni di lavoro estreme ad alta temperatura

La resistenza alla compressione a caldo è un indicatore chiave per misurare la capacità dei materiali di sopportare carichi compressivi ad alte temperature, e il prepreg in fibra aramidica si comporta altrettanto bene rispetto a questo parametro. La fibra aramidica stessa possiede un'eccellente resistenza alle alte temperature, con una temperatura di decomposizione superiore ai 370 ℃, ed è in grado di mantenere stabili le proprietà meccaniche per lunghi periodi in ambienti al di sotto dei 200 ℃; dopo essere stata combinata con una matrice polimerica modificata appositamente e resistente alle alte temperature, la stabilità termica complessiva del prepreg migliora ulteriormente. In condizioni termiche elevate comprese tra 150 e 200 ℃, la resistenza termica a compressione può comunque mantenere oltre l'85% della resistenza a temperatura ambiente. Questa prestazione consente al materiale di adattarsi alla realizzazione di componenti strutturali in ambienti ad alta temperatura, come compartimenti motore di aeromobili, tubazioni ad alta temperatura e rivestimenti di forni industriali. Rispetto ai tradizionali materiali metallici resistenti al calore, il prepreg in fibra aramidica non solo offre un'elevata resistenza termica a compressione, ma ha anche un peso ridotto (la densità è pari soltanto a 1/3-1/5 di quella dei materiali metallici), consentendo di realizzare efficacemente un design leggero, riducendo i consumi energetici e i costi operativi. Inoltre, in condizioni di cicli termici, il coefficiente di espansione termica del prepreg in fibra aramidica è relativamente basso, rendendolo meno soggetto a crepe da stress termico causate dalle fluttuazioni di temperatura, migliorando ulteriormente la durata e l'affidabilità dei componenti strutturali.

3、 Ampia adattabilità ambientale e tolleranza all'erosione complessa e aggressiva

L'ambiente di utilizzo complesso e severo è la prova definitiva delle prestazioni dei materiali. Il prepreg in fibra di aramide, grazie alla sua elevata adattabilità ambientale, mostra una notevole resistenza in diverse condizioni estreme, manifestata specificamente in quattro caratteristiche fondamentali: resistenza all'invecchiamento da umidità e calore, alla corrosione da acidi e basi, alla nebbia salina e alla formazione di muffa. Per quanto riguarda le prestazioni contro l'invecchiamento termo-umido, dopo essere stato esposto per 1000 ore a una temperatura di 40 ℃ e un'umidità relativa del 90%, il tasso di mantenimento delle proprietà meccaniche del materiale supera ancora il 90%, valore molto superiore al 70% dei comuni materiali compositi. Ciò consente al materiale di adattarsi a zone umide del sud, ambienti con vapore acqueo marino e altre situazioni analoghe; per resistenza alla corrosione da acidi e basi, questo materiale presenta buona resistenza a soluzioni di acido solforico, acido cloridrico con concentrazione inferiore al 30% e idrossido di sodio con concentrazione inferiore al 50%. Dopo 72 ore di immersione, non compaiono segni evidenti di corrosione ed è pertanto utilizzabile nella produzione di rivestimenti anticorrosivi per tubazioni chimiche e serbatoi per stoccaggio di sostanze acide o basiche; per resistenza alla nebbia salina, dopo 5000 ore di test di nebbia salina neutra, la superficie del materiale non presenta ruggine né sbucciature e le proprietà meccaniche non subiscono riduzioni significative, risultando perfettamente adatto agli ambienti corrosivi marini, come impianti di ingegneria marittima e strutture per parchi eolici offshore; per quanto riguarda la resistenza alla muffa, il materiale ha superato il test secondo lo standard GB/T 2423.16-2008, raggiungendo un livello di crescita della muffa pari a 0 (assenza di sviluppo di muffa). Può quindi essere impiegato negli involucri di apparecchiature di telecomunicazione, componenti per equipaggiamenti militari e altri contesti in aree di foresta pluviale tropicale.

4、 Vantaggi di leggerezza e formabilità, che favoriscono l'innovazione nel design delle attrezzature

Nel campo della produzione di apparecchiature di alta gamma, leggerezza e formabilità sono requisiti fondamentali per migliorare le prestazioni delle attrezzature e la flessibilità progettuale, e il prepreg in fibra di aramide presenta notevoli vantaggi anche in questo ambito. Grazie alle caratteristiche di bassa densità proprie della fibra di aramide (densità di circa 1,44 g/cm³), la densità complessiva del prepreg in fibra di aramide è solo di 1,5-1,6 g/cm³, molto inferiore ai 2,7 g/cm³ dell'acciaio alluminoso e ai 7,85 g/cm³ dell'acciaio. Prendendo ad esempio i componenti strutturali nel settore aerospaziale, l'uso del prepreg in fibra di aramide al posto dei tradizionali materiali metallici può ridurre il peso dei componenti strutturali del 30%-50%, riducendo così il consumo di carburante o di energia delle attrezzature e migliorando l'autonomia. Per quanto riguarda la formabilità, il prepreg in fibra di aramide può essere lavorato in componenti strutturali di forma complessa attraverso diversi processi come stampaggio, avvolgimento e stratificazione, adattandosi con precisione ai requisiti di progettazione strutturale irregolari delle varie apparecchiature. Allo stesso tempo, il materiale presenta una buona stabilità dimensionale durante il processo di stampaggio, garantendo un'elevata precisione dimensionale dei componenti strutturali dopo la formatura, senza necessità di successivi interventi meccanici estesi, consentendo così di ridurre efficacemente i tempi di produzione e abbattere i costi di fabbricazione. Inoltre, la struttura intrecciata del tessuto in fibra di aramide conferisce al prepreg una buona capacità di taglio, permettendo di tagliarlo in diverse dimensioni e forme in base alle esigenze effettive, aumentando ulteriormente la flessibilità d'uso del materiale.