La fibra di carbonio è un materiale avente una struttura filiforme, molto sottile, realizzato in carbonio, utilizzata prevalentemente per rinforzare i materiali compositi, in particolar modo i polimeri plastici.
Le fibre vengono intrecciate come se fossero un tessuto e poi immerse in una resina plastica che polimerizza e si indurisce avendo al proprio interno la fibra di carbonio.
Il risultato è un materiale chiamato composito con caratteristiche eccezionali che lo rendono ideale per manufatti a elevate prestazioni.
Questi materiali compositi presentano un’altissima resistenza meccanica, sono molto leggeri e sono dei buoni isolanti termici.
Le fibre di carbonio presentano le stesse caratteristiche dell’amianto senza avere le medesime controindicazioni.
La struttura molecolare è quella a fogli di carbonio (grafene); le fibre di carbonio si ottengono prevalentemente da un processo industriale che parte dal Poliacrilonitrile, un polimero di Acrilonitrile, derivato da due importanti building blocks dell’industria chimica di base, il propilene e l’ammoniaca.
Le fibre di carbonio di per sé, quando non sono immerse in una matrice di resina, sono molto fragili.
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Le fibre di carbonio si usano prevalentemente per rinforzare i materiali plastici. I materiali compositi, così ottenuti sono materiali con prestazioni elevatissime, in termini soprattutto di resistenza a parità di peso. Presentano anche un gradevole aspetto esteriore e sono economicamente convenienti.
Sono il materiale di eccellenza per parti di aereo, auto per Formula 1, biciclette da competizione, attrezzi sportivi come racchette da tennis, mazze da golf, caschi protettivi, canne da pesca.
Nell’industria spaziale servono per costruire componenti dei veicoli spaziali, compresi gli scudi termici.
Sono usati nell’industria musicale per chitarre e archi da violino.
I materiali compositi con fibre di carbonio sono anche utilizzati per produrre
sistemi di filtrazione ad alta temperatura e pressione, recipienti per gas compressi, elettrodi, componenti antistatici e resistenti alla corrosione, valvole, casse per orologi, sistemi frenanti.
Le fibre di carbonio possono essere “filate” con il processo di pultrusione (si ottengono materiali compositi filati), utilizzato come rinforzo nei tessuti con altre fibre tessili.
NOTA
Spesso si definisce un oggetto come “fatto in fibra di carbonio”.
In realtà il materiale di cui è composto l’oggetto è un materiale composito, prodotto cioè inglobando in una matrice polimerica le fibre di carbonio.
Ad esempio una bicicletta in fibra di carbonio è fatta di materiale plastico che si è polimerizzato avendo al proprio interno fogli di fibra di carbonio.