Los plásticos destinados a actividades y usos industriales se exponen a situaciones extremas que acortan su periodo de vida útil. Es por ello que las propiedades de estos polímeros se modifican para conseguir un material mucho más efectivo y resistente dando lugar a materiales compuestos.
Los elementos que se suelen añadir para mejorar las características de los plásticos de altas prestaciones con fines industriales son aditivos o cargas, que ayudan a combatir la degradación y el envejecimiento del material.
Estos aditivos dan lugar a los materiales FRP (polímeros reforzados) que se componen de fibras de diferente naturaleza según su uso final, una matriz y adhesivos.
Materiales compuestos en sectores industriales
El refuerzo de los polímeros es una de las alternativas más usadas actualmente para conseguir materiales compuestos con características mejoradas como plásticos resistentes a sustancias químicas u otros plásticos técnicos de calidad para el sector industrial. Además de ser una gran alternativa al uso de materiales tradicionales y mucho más económicos.
Entre otras, una de las características más destacadas de los compuestos FRP para la industria es su excelente resistencia a la tracción que se consigue al incorporar micro fibras a la composición inicial.
La presencia de fibras en los polímeros hace que su peso sea mucho más ligero que otros materiales, perfecto para liberar la carga de las piezas empleadas en las construcciones.
Las fibras de refuerzo utilizadas variarán según la actividad a la que se destine el polímero, pero las más comunes son fibras de vidrio, carbono o aramida.
- Fibras
La disposición y agrupación de las fibras en la misma dirección da lugar a la creación de cadenas que endurecen y aportan tenacidad al polímero.
La estructura final del polímero dependerá del orden y distribución que tomen las fibras. Para conseguir esta resistencia a la tracción los polímeros deberán ser bastante cristalinos, ya que a mayor cristalinidad mayor resistencia tendrá el material final.
Las fibras de refuerzo más extendidas son las de vidrio (GFRP) que destacan por su bajo coste y baja resistencia, si la comparamos con otras fibras, las fibras de aramida (AFRP)que sobresalen por su alta dureza y las fibras de carbono (CFRP) las más conocidas y con mejores propiedades mecánicas. También están las fibras continuas de basalto (CBFR) que refuerza la estructura y aumenta la flexibilidad.
Todas las fibras tienen diferentes características mecánicas y que afectan de manera diferente a la actividad final y su uso, por lo que será muy importante saber elegir el tipo de fibra que mejor se adapte a las necesidades finales.
- Matriz
Este elemento será el responsable de proteger las fibras contra la exposición del material a la corrosión química, desgaste ambiental o abrasión por altas temperaturas para mantenerlas unidas y distribuir la carga de manera uniforme.
Dentro de la matriz se distinguen dos tipos:
–Termoendurecibles: es el tipo de matriz más común, suelen tener un acabado sólido insoluble que se consigue al aplicarles calor.
–Termoplásticos: actúan de manera contraria, comportándose como un líquido cuando se le aplica calor.
La matriz afecta directamente a las propiedades mecánicas del material como el módulo, la resistencia, propiedades cortantes y la compresión. Las matrices más extendidas son las resinas epóxicas, el poliéster y el viniléster.
- Adhesivos
Tienen la función distribuir la carga adhiriendo el polímero reforzado a la superficie a la que se quiera descargar el peso. Esto dará lugar a que el material FRP y el elemento trabajen como una pieza compuesta.
Las escasas propiedades adhesivas de los polímeros hacen que este tipo de elementos sean necesarios para mantener unidos ambos materiales.
Su composición consiste en una mezcla entre resinas y endurecedores que se aplica en estado líquido al plástico y que se va endureciendo con su secado.
