La grafite è ampiamente utilizzata nella produzione di apparecchiature chimiche grazie alla sua eccellente resistenza alla corrosione, conduttività elettrica e stabilità termica. Tuttavia, presenta proprietà meccaniche relativamente deboli, in particolare in condizioni di impatto e vibrazioni.Fibra di vetro, in quanto materiale composito ad alte prestazioni, offre vantaggi significativi se applicato ad apparecchiature chimiche a base di grafite, grazie alla sua resistenza al calore, alla resistenza alla corrosione e alle superiori proprietà meccaniche. Tra i vantaggi specifici figurano:
(1) Prestazioni meccaniche migliorate
La resistenza alla trazione della fibra di vetro può raggiungere i 3.450 MPa, superando di gran lunga quella della grafite, che in genere varia da 10 a 20 MPa. Incorporando la fibra di vetro nei materiali in grafite, è possibile migliorare significativamente le prestazioni meccaniche complessive dell'attrezzatura, inclusa la resistenza agli urti e alle vibrazioni.
(2) Resistenza alla corrosione
La fibra di vetro dimostra un'eccellente resistenza alla maggior parte degli acidi, degli alcali e dei solventi. Sebbene la grafite stessa sia altamente resistente alla corrosione,fibra di vetropuò offrire prestazioni superiori in ambienti chimici estremi, come condizioni di alta temperatura e alta pressione, atmosfere ossidanti o ambienti con acido fluoridrico.
(3) Proprietà termiche migliorate
La fibra di vetro ha un coefficiente di dilatazione termica (CTE) estremamente basso, pari a circa 5,0×10−7/°C, che garantisce stabilità dimensionale sotto stress termico. Inoltre, il suo elevato punto di fusione (1.400-1.600 °C) garantisce un'eccezionale resistenza alle alte temperature. Queste caratteristiche consentono alle apparecchiature in grafite rinforzata con fibra di vetro di mantenere l'integrità strutturale e la funzionalità in ambienti ad alta temperatura con deformazioni minime.
(4) Vantaggi del peso
Con una densità di circa 2,5 g/cm³, la fibra di vetro è leggermente più pesante della grafite (2,1-2,3 g/cm³), ma significativamente più leggera di materiali metallici come acciaio o alluminio. L'integrazione della fibra di vetro nelle apparecchiature in grafite ne migliora le prestazioni senza aumentarne sostanzialmente il peso, preservandone la leggerezza e la portabilità.
(5) Efficienza dei costi
Rispetto ad altri compositi ad alte prestazioni (ad esempio la fibra di carbonio), la fibra di vetro è più conveniente, il che la rende vantaggiosa per applicazioni industriali su larga scala:
Costi delle materie prime:Fibra di vetroutilizza principalmente vetro a basso costo, mentre la fibra di carbonio si affida al costoso acrilonitrile.
Costi di produzione: entrambi i materiali richiedono una lavorazione ad alta temperatura e alta pressione, ma la produzione della fibra di carbonio comporta ulteriori fasi complesse (ad esempio polimerizzazione, stabilizzazione dell'ossidazione, carbonizzazione), con conseguente aumento dei costi.
Riciclo e smaltimento: la fibra di carbonio è difficile da riciclare e, se gestita in modo improprio, presenta rischi ambientali, con conseguenti costi di smaltimento più elevati. La fibra di vetro, al contrario, è più gestibile ed ecologica in caso di fine vita.
Data di pubblicazione: 24 aprile 2025
