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L'esperienza comune insegna che il vetro monolitico è un materiale fragile. Se esso viene invece filato a diametri d'ordine inferiore al decimo di millimetro perde la sua caratteristica fragilità per divenire un materiale ad elevata resistenza meccanica e resilienza. La fragilità del vetro comune è dovuta al gran numero di difetti della cristallizzazione che agiscono come microfratture e zone di concentrazione degli sforzi, al contrario la fibra di vetro non presenta molti difetti, per cui raggiunge resistenze meccaniche considerevoli.
La principale tecnologia usata oggi per formare fibre di vetro è il metodo a fusione diretta; questo metodo utilizza delle fornaci divise in tre sezioni:
nella prima parte arriva il vetro fuso, il quale viene omogeneizato e dal quale vengono tolte inclusioni gassose;
una seconda sezione di raffinamento, dove la temperatura diminuisce (da 1370 a 1200°C) per aumentare la densità del fuso;
infine la sezione che si trova direttamente sopra le stazioni per la produzione delle fibre.
Il vetro viene quindi fatto passare attraverso trafile di platino-
In fase di fibraggio, all’uscita della filiera, ciascun filato viene trattato con appretto; l’appretto è costituito da materiali organici dispersi in acqua ed è concepito per conferire al filo di vetro le caratteristiche necessarie per la lavorazione finale. Il trattamento con appretto contribuisce a migliorare le proprietà meccaniche dei materiali compositi e la loro resistenza all’invecchiamento. In seguito, le fibre, raccolte in bobine, vengono messe in forno per eliminare solventi e acqua associate all'applicazione del sizing.
Una tecnica del tutto analoga utilizza biglie di vetro con diametro di ¾ di pollice che vengono riscaldate e
portate quasi a fusione per essere tirate nelle trafile.
Tra le caratteristiche principali delle fibre di vetro si ricordano:
Buona stabilità alle alte temperature
Eccellente resistenza agli shok termici
Buona stabilità dimensionale
Buona resistenza meccanica (Il vetro mantiene le sue proprietà meccaniche fino al 50% della sua capacità di resistenza a 375°C e fino al 25% a 538°C)
Bassa conducività termica
Incombustibile
Ottima flessibililità
Buona resistenza chimica
A seconda della loro composizione si distingue: Vetro E e Vetro AR
Vetro E
Dal 1930 il filato di vetro è considerato uno dei materiali del futuro grazie alle sue caratteristiche dielettriche (viene utilizzato per isolare i conduttori elettrici alle alte temperature); queste caratteristiche hanno determinato l’impiego industriale su vasta scala del filato di vetro di tipo E, da solo o in combinazione con resine sintetiche o verniciate. Il vetro E è il più usato, sia nell’industria tessile sia nei materiali compositi, dove rappresenta il 90% dei materiali rinforzati utilizzati.
Vetro AR (resistente agli alcali)
Il vetro AR è stato concepito come materiale rinforzante per il cemento; contiene molto ossido di zirconio che gli conferisce un’ottima resistenza ai composti alcalini generati dalle operazioni di asciugatura. I filati di vetro AR migliorano la resistenza ai carichi e la durevolezza del cemento, ed inoltre, i getti di cemento rinforzato con filato di vetro sono di conseguenza più leggeri.