¿Qué es la Resina FRP?
Los plásticos reforzados con fibras, conocidos como resinas FRP, son materiales compuestos que se forman mediante la mezcla de resinas de matriz, como las resinas epoxi, con materiales de refuerzo, como fibras de vidrio. Estos materiales son ampliamente utilizados debido a su combinación de ligereza y resistencia, y se aplican en diversos campos, incluyendo la fabricación de piezas para aviones y otros vehículos de transporte, materiales de construcción, equipamiento deportivo, e incluso en la industria espacial para cohetes y componentes de satélites.
Las propiedades físicas de las resinas FRP varían según la resina de matriz y el material de refuerzo utilizado. Por lo tanto, es crucial seleccionar cuidadosamente las resinas FRP más adecuadas para cada aplicación específica.
Usos de las Resinas FRP
Las resinas FRP se utilizan en aviones y otros componentes de transporte, tanques para almacenar productos químicos, materiales de construcción, equipamiento deportivo e incluso componentes de cohetes y satélites.
Las resinas FRP reciben distintos nombres en función del refuerzo añadido y tienen características diferentes. Las resinas FRP con fibras de vidrio son GFRP.
El GFRP tiene una mayor resistencia específica que los materiales metálicos, es un material más ligero y no es conductor debido al contenido de vidrio. Por otro lado, el CFRP, que contiene fibras de carbono, es más resistente y duro que el GFRP, pero conduce la electricidad. Sin embargo, todas las resinas FRP comparten las propiedades de ser ligeras y resistentes.
Estructura de Resinas FRP
Las resinas FRP se componen de una resina matriz y un material de refuerzo. Como resinas matrices se utilizan resinas de poliéster insaturado, resinas epoxi y resinas de éster vinílico.
Cada una tiene una estructura química diferente y, por tanto, características distintas. Las resinas de poliéster insaturado presentan las ventajas de un moldeado fácil y una excelente resistencia al agua. También se puede añadir resistencia a la llama mediante la adición de halógenos.
Las resinas epoxi tienen una excelente resistencia a los ácidos y álcalis y a los productos químicos, pero son difíciles de moldear. Las resinas viniléster son fáciles de moldear y tienen una excelente resistencia mecánica, las resinas Bis-A tienen poca resistencia a los disolventes pero una excelente resistencia a los ácidos y álcalis, y las resinas novolac tienen poca resistencia a la oxidación pero una excelente resistencia a los disolventes y al calor.
Tipos de Resinas FRP
Las fibras de vidrio, carbono y aramida se utilizan como refuerzo en las resinas FRP. El GFRP con fibras de vidrio tiene una resistencia específica superior a la del metal, no es conductor y es relativamente barato.
En cambio, los CFRP con fibras de carbono son más resistentes, ligeros y duros que el GFRP, pero también es conductor. Los AFRP con fibras de aramida son más ligeros y resistentes, pero menos manejables.
Debido a las diferentes estructuras químicas de los distintos refuerzos, su resistencia a la corrosión también difiere considerablemente. Las propiedades de los PRFV también varían en función de la calidad de la fibra de vidrio utilizada: el vidrio E, el más utilizado en las resinas FRP, tiene un contenido muy bajo en metales alcalinos y una excelente resistencia al agua, pero cuando entra en contacto con ácidos fuertes, componentes como el Al y el Ca se lixivian y es probable que se produzcan grietas.
Las fibras de carbono, por su parte, se ven afectadas por productos químicos oxidantes fuertes, pero pueden utilizarse sin problemas en la mayoría de los entornos. Las fibras de aramida también tienen enlaces amida, lo que las hace susceptibles a la hidrólisis cuando entran en contacto con productos químicos alcalinos, y también se degradan fácilmente con los rayos ultravioleta.
Más Información sobre Resinas FRP
Procesabilidad de las Resinas FRP
En las resinas FRP de fibra de carbono (CFRP), las fibras de carbono se infiltran con resina epoxi termoendurecible líquida, se cortan en láminas semicuradas y se moldean mediante presurización y termoendurecimiento en autoclave. Sin embargo, el método anterior requiere que las fibras se infiltren con resina matriz, lo que dificulta su aplicación a resinas termoplásticas de alta viscosidad.
Por otro lado, se siguen investigando métodos de conformado de CFRP con resinas termoplásticas, por ejemplo, se está considerando el moldeo por prensado. En este método, las fibras de carbono que contienen resina termoplástica se calientan, se transportan y se prensan en un molde, a continuación se enfrían y se cortan para su procesamiento.
Sin embargo, este método sigue presentando algunos problemas, como la necesidad de un método para cortar CFRP de alta resistencia de forma limpia y sin desgaste de la hoja.