Grazie alle loro eccezionali qualità meccaniche, tra cui l'elevata forza, la durezza e la resistenza all'usura e all'abrasione, i compositi di nylon sono ampiamente utilizzati in molti settori industriali. Tuttavia, le qualità meccaniche dei compositi di nylon possono essere migliorate ulteriormente con l'aggiunta di alcune sostanze chimiche di rinforzo. L'obiettivo di questo studio è indagare come le aggiunte di rinforzo al nylon possano migliorare le caratteristiche meccaniche dei compositi di nylon, con particolare attenzione agli effetti che questi additivi hanno sulle proprietà termiche, sulla forza, sulla rigidità e sulla resistenza agli urti.

Fortificare la rete di nylon

Il rafforzamento del materiale è uno dei principali vantaggi dell'aggiunta di rinforzi ai compositi di nylon. La resistenza complessiva del composito può essere notevolmente incrementata distribuendo nella matrice di nylon delle cariche di rinforzo, come fibre di vetro, fibre di carbonio o fibre aramidiche. Queste fibre distribuiscono le sollecitazioni in tutto il materiale e impediscono alle crepe di diffondersi, agendo come componenti portanti. Rispetto al nylon puro, il composito ha una maggiore resistenza alla trazione, alla compressione e alla flessione.

Aumento della stabilità dimensionale e della rigidità

Gli additivi di rinforzo migliorano la rigidità e la stabilità dimensionale dei compositi di nylon, oltre alla loro resistenza. Riempitivi come nanotubi di carbonio o fibre di vetro aumentano il modulo di elasticità del composito, che si irrigidisce e aumenta la sua resistenza alla deformazione sotto carico. Applicazioni come i componenti automobilistici o le parti strutturali, in cui l'accuratezza dimensionale e la stabilità sono cruciali, trarranno i maggiori benefici da questa maggiore rigidità.

Migliorare la resistenza alla fatica

I compositi di nylon rinforzati con modificatori d'impatto sono più resistenti agli urti rispetto al nylon non caricato. I modificatori d'impatto, come le sostanze chimiche o gli elastomeri, aumentano la capacità del composito di assorbire l'energia durante gli impatti, impedendo così l'insorgere e la diffusione di cricche. Nelle applicazioni in cui il materiale è sottoposto a carichi o impatti rapidi, come le attrezzature sportive o gli indumenti protettivi, questa caratteristica è estremamente cruciale.

Adattamento delle caratteristiche termiche

È inoltre possibile modificare le caratteristiche termiche dei compositi di nylon aggiungendo additivi di rinforzo. Per aumentare la temperatura di deflessione termica del composito e la sua capacità di tollerare temperature più elevate senza subire notevoli distorsioni, ad esempio, si possono aggiungere fibre di vetro o cariche minerali. Tuttavia, l'aggiunta di sostanze chimiche ritardanti di fiamma rafforza la resistenza del materiale alla combustione, che lo qualifica per gli usi in cui sono in vigore severe norme di sicurezza antincendio.

Miglioramento delle proprietà di attrito e usura

I compositi di nylon rinforzati con additivi possono avere eccezionali caratteristiche di usura e attrito. Il materiale diventa più resistente all'usura e produce meno calore durante l'attrito grazie all'incorporazione di cariche come fibre aramidiche o lubrificanti solidi. Questo li rende perfetti per applicazioni come componenti scorrevoli, ingranaggi e cuscinetti, dove il basso attrito e l'eccellente resistenza all'usura sono fondamentali.

Gli additivi di rinforzo del nylon sono essenziali per migliorare le caratteristiche meccaniche dei compositi di nylon. La forza, la rigidità, la resistenza agli urti, le proprietà termiche e le caratteristiche di usura dei compositi di nylon possono essere notevolmente migliorate con l'aggiunta di diverse cariche, modificatori di impatto o modificatori termici. Grazie a questi miglioramenti, i compositi di nylon possono essere utilizzati in molti settori, tra cui quello dei beni di consumo, automobilistico, aerospaziale ed elettronico. Possiamo prevedere ulteriori miglioramenti nelle prestazioni meccaniche dei compositi di nylon, in quanto la ricerca e lo sviluppo nel campo degli additivi di rinforzo continua, creando nuove strade per il loro utilizzo in una varietà di applicazioni ingegneristiche.

La zona economica speciale di Xiamen, in Cina, ospita la Coace Chemical Company Limited. Si tratta di un'azienda nazionale ad alta tecnologia che combina ricerca e sviluppo, produzione e vendita di prodotti polimerici. È specializzata in compatibilizzanti plastici e modificatori d'impatto. L'azienda è attiva da oltre un decennio e opera secondo i principi di "qualità, innovazione e globalizzazione". L'azienda è al servizio del mercato e dispone di otto linee di produzione di pellet estrusi all'avanguardia che garantiscono una capacità annua di 10.000 tonnellate. Lo stabilimento occupa 50.000 metri quadrati e impiega quasi 100 persone, tra cui 20 addetti alla ricerca e sviluppo. Tra i prodotti offerti figurano compatibilizzanti, agenti di accoppiamento, modificatori di impatto e altri additivi funzionali. Ha ottenuto la certificazione di gestione della qualità ISO9001. Può produrre 20.000 tonnellate di prodotti all'anno.