Tipologie di tessuti:

Tessuto PLAIN:


Tessuto TWILL:


Tessuto SATIN:


Tessuto UNIDIREZIONALE:


Tessuto MULTIASSIALE:


Tipi di Fibre più comuni, a confronto:

Fibre di vetro:
-ottima resistenza meccanica (2-5 GPa)
-Basso costo
-Buona tenacità
-Basso modulo elastico (70-80 GPa)
-Media densità (2.3-2.8 gr/cm³)

Fibre di carbonio:
-ottima resistenza meccanica (3.1-4.5 GPa)
-Alto costo
-Bassa tenacità
-Alto modulo elastico (220-800 GPa)
-Bassa densità (1.7-2.1 gr/cm³)

Fibre aramidiche (kevlar):
-ottima resistenza meccanica (3.0-4.5 GPa)
-alta tenacità
-Costo medio
-Modulo elastico medio (130-150 GPa)
-Bassa densità (<1.5 gr/cm³)

Fibre vectran:
-buona resistenza meccanica (2.1-3.1 Gpa)
-Modulo elastico (62-86 GPa)
-Bassa densità (1.4 gr/cm³)
-Resistenza all'abrasione superiore alle aramidiche

Fibre zylon:
-elevatissima resistenza meccanica (5.8 GPa)
-Elevato modulo elastico (270 GPa)
-Bassa densità (1.54 gr/cm³)

Tipi di Matrici (resine) più usati, a confronto:

Possono essere termoindurenti o termoplastiche.
Le più usate sono:

Matrici epossidiche:
buone caratteristiche meccaniche (resistenza a trazione 55-130 MPa, modulo elastico 2.8-4.2 GPa, densità 1.2-1.3 gr/cm³) e di adesione alle fibre, minor ritiro, sono costose e vengono utilizzate per lo più con fibre di carbonio e aramidiche (compositi pregiati, utilizzati in aeronautica)

Matrici poliestere:
minori caratteristiche meccaniche ( resistenza a Trazione 40-90 MPa, modulo elastico 2.0-4.4 GPa, densità 1.1-1.46 gr/cm³) molto utilizzate con fibre di vetro, hanno basso costo e trovano applicazione per scafi di imbarcazioni, carrozzerie di autoveicoli, apparecchiature in genere.

Materiali Compositi:
Le fibre, in generale, sono utilizzate per la produzione di materiali compositi ovvero materiali strutturali avanzati in cui diversi componenti sono integrati tra loro per produrre un materiale di caratteristiche superiori da un punto di vista fisico, meccanico, chimico, estetico, ecc.

Fibra di carbonio:
La fibra di carbonio è una struttura filiforme, molto sottile, realizzata in carbonio con la quale si
costruiscono una grande varietà di materiali detti compositi in quanto le fibre sono "composte" ovvero unite assieme ad una matrice, in genere di resina (ma può essere in metallo o in plastica) la cui funzione è quella di tenere in "posa" le fibre resistenti (affinchè mantengano la corretta orientazione nell'assorbire gli sforzi), di proteggere le fibre e inoltre di mantenere la forma del manufatto composito.
Per la realizzazione di strutture in composito, le fibre di carbonio vengono dapprima intrecciate insieme a organizzare veri e propri panni in tessuto di carbonio e poi, una volta messi in posa, vengono immersi nella matrice.
Tra le sue caratteristiche spiccano l'elevata resistenza meccanica, la bassa densità, la capacità di isolamento termico, resistenza a variazioni di temperatura e all'effetto di agenti chimici, buone proprietà ignifughe.
Di contro il materiale risulta non omogeneo e presenta spesso una spiccata anisotropia, ovvero le sue caratteristiche meccaniche hanno una direzione privilegiata.

Fibra di vetro:
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 tutti questi difetti, per cui raggiunge resistenze meccaniche prossime alla resistenza teorica del legame covalente. Si distinguono vari tipi di fibre a seconda delle loro caratteristiche, che ne condizionano l'impiego. Le fibre di vetro sono largamente utilizzate nella produzione di compositi strutturali in campo aerospaziale, nautico, automobilistico, associati a matrici diverse, ad esempio poliammidiche o epossidiche, ma comunque resine sintetiche. Non vengono solitamente impiegate nella realizzazione di compositi con matrici metalliche o ceramiche per le quali, al di là del problema tecnologico dovuto all'alta temperatura in produzione, si preferisce l'impiego di fibre con prestazioni migliori, ad esempio le fibre di carbonio, in relazione all'alto costo di produzione. Nel campo dell'ingegneria civile le fibre di vetro sono impiegate nella realizzazione di manufatti in fibrocemento.

Fibra aramidica:
Il kevlar, è una fibra sintetica aramidica inventata nel 1965 dalla Du Pont La sua caratteristica principale è la grande resistenza meccanica alla trazione, tanto che a parità di peso è 5 volte più resistente dell'acciaio. Il kevlar possiede anche una grande resistenza al calore e alla fiamma. Per le sue caratteristiche di resistenza viene utilizzato come fibra di rinforzo per la costruzione di giubbotti antiproiettile, di attrezzature per gli sport estremi, per componenti di aeroplani e, più recentemente, per le vele degli scafi da competizione. Inventato da Stephanie Kwolek mentre cercava una fibra resistente ed elastica per rimpiazzare la gomma degli pneumatici, il kevlar è stato brevettato dalla DuPont nel 1973. Nel corso degli anni, questo tipo di fibra sintetica ha ricevuto miglioramenti notevoli in termini di resistenza meccanica. Fin dall'inizio essa si dimostrò promettente, con una resistenza di oltre 18 volte rispetto all'acciaio, a parità di massa. Con il tempo si è arrivati a prodotti ancora più resistenti, che offrono un rapporto di almeno 15:1 sull'acciaio (queste prestazioni sono riferite alla resistenza meccanica, ma non al logorio). E' molto resistente anche alla temperatura. Uno degli utilizzi più noti del kevlar è nei giubbotti antiproiettile. La sua elevata resistenza viene utilizzata in tali giubbotti per assorbire, tramite deformazione plastica, l'elevata inerzia dei proiettili. Il tessuto in kevlar è tuttavia inefficace contro colpi penetranti quali quelli inferti da proiettili perforanti, ma anche da baionette o da coltelli. Per proteggere contro tali attacchi al tessuto in kevlar vengono aggiunti pannelli metallici in lega leggera. La combinazione di kevlar e leghe leggere è utilizzata anche come protezione per veicoli e macchine ove sia presente una limitazione sul peso, ad esempio sugli elicotteri corazzati. In tale ambito, oltre al kevlar, si utilizzano altre fibre sintetiche quali il meno famoso nomex o la fibra di carbonio.

Fibra di vectran:
Il VECTRAN è una fibra sintetica ricavata dalla filatura di polimeri di cristalli liquidi di Celanese Acetate fabbricato dalla Kuraray Co. Ltd. Queste fibre sono note per stabilità termica alle alte temperature, alto modulo a trazione e buona stabilità chimica. E' resistente all'umidità e generalmente stabile in ambienti ostili. E' di colore dorato. Le fibre sono spesso usate rivestite da matrici in poliesteri. Rivestimenti in matrice poliuretaniche possono migliorare la resistenza all'abrasione e fungere da barriera all'acqua. Il Vectran ha punto di fusione di 330°c. E' resistente ai raggi ultravioletti quindi, può essere usato all'esterno per lungo tempo se ispezionato regolarmente. Viene usato come fibra di rinforzo in materiali compositi per costruire corde, cavi tessuti per vele, copertoni bici da corsa, in applicazioni elettroniche e, nel campo aerospaziale è stato usato come tessuto per gli airbag per lo sbarco su Marte.

Fibra di zylon:
Lo ZYLON è un materiale polimerico sintetico inventato e sviluppato dalla SRI INTERNATIONAL nel 1980, attualmente prodotto dalla TOBOYO CORPORATION. Lo ZYLON ha una resistenza alla trazione di 5.8 GPa, circa 1.6 volte più del KEVLAR. Come il KEVLAR anche lo ZYLON è utilizzato in situazioni che richiedono alti valori di resistenza con eccellente stabilità termica. Viene utilizzato per le racchette da tennis, nelle racchette piatte da ping-pong, in applicazioni mediche, e in talune parti dei rovers utilizzati su Marte. L'utilizzo più comune rimane in autotrazione come componente dei cingoli sintetici dei mezzi da neve. Ottiene un utilizzo prezioso nei tessuti dei palloni aerostatici della NASA. Viene utilizzato in formula uno nei mozzi delle ruote. Nei moderni yacth da gara, lo ZYLON viene utilizzato in alcune parti del sartiame. Zylon si presta bene ad essere ricoperto di nichel, rame, argento o oro, divenendo un ottima fibra conduttiva in campo elettronico.