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Vantaggi della resina epossidica nelle strutture composite delle imbarcazioni Vengono usati 3 tipi di resina per la costruzione di imbarcazioni: epossidica, vinilestere e poliestere. Anche se tutte e 3 sono dei polimeri termoindurenti che solidificano quando sono miscelati con un catalizzatore, tra loro c’è una grossa differenza. Negli anni 60' la costruzione delle imbarcazioni con il poliestere rinforzato con fibra di vetro ebbe una grande espansione. 50 anni dopo, i cantieri navali iniziarono a costruire gli scafi con poliestere, que però portava all’osmosi. Come conseguenza di ciò negli anni 80’ vennero create le resine vinilesteri, un ibrido di resina poliestere rinforzata con molecole epossidiche. Tuttavia, anche se le resine vinilesteri hanno risolto i problemi legati all’osmosi, esse hanno delle grandi limitazioni similmente al poliestere, per quanto riguarda la retrazione, incollaggio e la resistenza.
Oggi il 95% delle imbarcazioni da crociera sotto i 18 metri sono realizzare con resina vinilestere o anche poliestere. Per la maggior parte dei costruttori la considerazione principale per la selezione dei materiali sono il costo e le prestazioni, pensando soprattutto al rapporto qualità prezzo. Come regola generale, le resine epossidiche sono dalle 2 alle 5 volte più costose delle resine vinilesteri che a loro volta costano il doppio rispetto al poliestere. Poiché la resina può costituire il 40/50% del peso dell’interno composto plastico, la differenza di prezzo ha un impatto significativo sul costo della struttura dell’imbarcazione. Tuttavia, il valore dell’alta qualità, e un guadagno a lungo termine in relazione ad una maggiore durata (anche in caso di rivendita) può essere sorprendente. Cosa contribuisce a questo valore decisamente migliore?
Proprietà meccaniche
Dopo un periodo di trattamento di 7 giorni si può vedere la resistenza alla trazione della resina epossidica è dal 20 al 30% maggiore rispetto a quella poliestere o vinilestere. Soprattutto, dopo il periodo di post-trattamento la differenza diventa ancora maggiore. Un laminato epossidico post-trattato avrà una resistenza alla trazione e un modulo di trazione (rigidità) quasi raddoppiato rispetto ad un laminato in poliestere o vinilestere non post-trattato. Quindi a parità di stessa resistenza alla trazione e dello stesso modulo di trazione, la struttura di un’imbarcazione costruita con resina epossidica può essere decisamente più leggera. Bisogna notare, inoltre, che raramente le imbarcazioni vengono trattate in cantiere. La struttura e i laminati dei pannelli "ATL Duflex" delle imbarcazioni Spirited vengono anche trattati con presse calde, un metodo che consolida il laminato sotto pressione, aumentando il volume delle fibre e la resistenza del prodotto finito.
Porosità Ciò consente alle parti immerse dello scafo di essere realizzate con dei pannelli a sandwich, come per tutte le restanti parti della struttura. Le imbarcazioni realizzate con resine vinilesteri o poliesteri hanno solitamente uno scafo in laminato monopezzo e ciò ha come risultato una struttura pesante e fragile. Inoltre la maggior parte dei cantieri navali offre un trattamento "antiosmosi" (opzionale!!) che consiste semplicemente in due strati di copertura epossidica. In confronto ad un’imbarcazione con materiali epossidici, è come paragonare l’acciaio zincato con l’acciaio inossidabile…
Incollaggio
A differenza delle resine vinilesteri e poliesteri, che sono compatibili solo con la fibra di vetro non trattata, la resina epossidica si incolla su materiali trattati o non trattati e ciò rende i lavori di riparazione molto resistenti e affidabili. Infatti, la resina epossidica si incolla bene su tutti i tipi di fibra ed offre dei risultati eccellenti se viene usata per incollare insieme due materiali diversi fra loro.
Resistenza
a fatica Già molto tempo prima di raggiungere la sollecitazione fatale che comporta la rottura, il laminato raggiungerà dei livelli di stress per i quali la resina inizierà a delaminarsi da quei rinforzi fibrosi che non sono in linea con la forza esercitata. Questo procedimento è noto come “microfrattura trasversale” e, anche se il laminato non si è rotto in quel punto, il processo di deterioramento è già iniziato. La sollecitazione sopportabile da un laminato, prima della microfrattura, dipende molto dalla durata e dalle proprietà adesive del sistema di resine. Per sistemi di resine relativamente più fragili, come molte resine poliesteri e vinilesteri, questo punto avviene molto prima che il laminato si rompa e ciò limita fortemente le sollecitazioni alle quali i laminati possono essere soggetti. In un ambiente come l’acqua o l’aria umida, il laminato con microfratture assorbe decisamente molta più acqua rispetto ad un laminato integro. Ciò porta ad un aumento di peso, ad un attacco da parte dell’umidità sulla resina e sugli agenti che legano le fibre. Si perde rigidità e con l’andare del tempo si intaccano le proprietà basilari dei materiali. La grande capacità di contrastare i carichi ciclici è un vantaggio essenziale delle resine epossidiche rispetto alle resine poliesteri: questo è uno dei motivi principali per il quale le resine epossidiche vengono scelte quasi esclusivamente per le strutture dei velivoli.
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