Fase di produzione palo (fibra + matrice)

Le stuoie, provenienti dal reparto tessitura, vengono accuratamente disposte su di un piano di lavoro, (Figura 127), dopo che è stato preventivamente steso un foglio di poliestere (peso di n.d. grammi al metro lineare) che svolge la funzione di rivestimento protettivo delle stuoie, in modo tale che le fibre di vetro siano completamente rivestite dando nel contempo una certa lucentezza al palo ultimato.

Figura 127 - Preparazione palo

Le modalità costruttive del palo 8 metri in vetroresina, prevedono una disposizione delle stuoie rettangolari di differente altezza e distanza dalla base maggiore, su di un anima centrale (che serve solo per dagli la forma cilindrica). Le stuoie vengono disposte ad una distanza di n.d. mm l’una dall’altra in maniera da facilitarne il suo svolgimento all’interno dello stampo centrifuga termoregolabile (Figura 128). All’interno dello stampo si introduce la resina liquida che polimerizza al seguito del riscaldamento della macchina, che avviene per mezzo di resistenze presenti ai lati dello stampo troncoconico.

Figura 128 – Stampo centrifuga termo – regolabile

Lo stampo del centrifugal casting ruota attorno a delle ruote gommate che via via tendono a consumarsi andando avanti nel tempo; pertanto periodicamente bisogna fare manutenzione e nei casi più estremi, in cui siano completamente usurate, bisogna sostituirle per garantire il corretto funzionamento della macchina (Figura 129).

Figura 129 - Ruote gommate

La macchina viene fatta ruotare ad un altissima velocità (circa n.d. giri/min) in modo tale da srotolare le varie stuoie e riscaldare lo stampo per il successivo inserimento della resina. La forza centrifuga ha il compito si di forzare il rinforzo contro le pareti, ma anche la funzione importante di far scorrere la

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resina spruzzata in testa verso la base del palo andando via via eliminando la resina in eccesso, la quale fuoriesce alla base del palo. Appena il palo è stato totalmente impregnato di resina la velocità di centrifugazione viene abbassata a n.d. giri/min finché la resina non catalizza ed inizia a emanare stirolo volatile. Affinché lo stirolo non si disperda nell’aria, essendo una sostanza tossica, alla base del centrifugal casting viene inserito un aspiratore Figura 130, che aspira lo stirolo prodotto nella fase di catalisi della resina.

Figura 130 – Cappa di aspirazione stirolo

L’impregnazione del palo in vetroresina è facile da notare in quanto le stuoie, inizialmente opache, messe in centrifuga, risultano essere lucide una volta che la resina ha impregnato tutto il palo. A tal punto il palo, indurito all’interno dello stampo, è pronto ad essere estratto dalla macchina. L’operazione di produzione di un palo in vetroresina sì fatto dura circa 15/20 min. I vantaggi di utilizzare un sistema di produzione come quello descritto è quello di ottenere una produzione di corpi cavi aventi due facce lisce (interna ed esterna); minimo impiego di manodopera, potendo utilizzare attrezzature altamente automatizzate; bassa incidenza degli sfridi di materiali; e infine possibilità di ottenere corpi troncoconici lunghi fino a 12 metri.

Punti critici nella produzione di un palo in vtr ovviamente saranno quelli di passaggio tra due sezioni con differente numero di strati ma anche le zone lungo la superficie laterale in cui gli strati di fibra si incrociano o terminano in differenti posizioni a causa della forma troncoconica del palo.

3.3.1 Agenti utilizzati per la realizzazione dei pali in GFR

1) resina poliestere orto – ftalica: tale resina è ottenuta dall’unione di un glicole propilenico con un acido saturo (acido ftalico) , che facilità la compatibilità della resina con il monomero, e con un acido insaturo (acido maleico), nella cui struttura la presenza del doppio legame influenza la reattività della resina (Figura 131).

Figura 131 - Sistema di produzione resina orto – ftalica Figura 132 - Resina poliestere orto – ftalica

2) catalizzatore: i catalizzatori per le resine poliesteri sono normalmente dei perossidi organici dai quali si ottengono i radicali necessari per l’indurimento della resina. Tali perossidi sono delle

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sostanze volatili e bisogna far molta attenzione quando li si manipola. Generalmente i perossidi si decompongono in radicali lentamente a temperatura ambiente poiché altrimenti sarebbero molto reattivi, ma tuttavia, per ottenere tempi di reazione sufficienti, si velocizza la loro decomposizione con acceleranti.5

3) accelerante di cobalto Co: gli acceleranti, sono riducenti chimici che attivano la decomposizione dei perossidi e la loro scelta dipende dal tipo di perossido stesso. L’accelerante utilizzato in azienda è il cobalto che essendo un sale di metallo pesante conferisce un certo peso alla resina. Su una vasca di n.d. kg di resina viene inserito dai n.d. ai n.d. grammi di cobalto a seconda della temperatura esterna. Infatti nel caso in cui esternamene viene registrata una temperatura molto bassa (durante la produzione notturna), l’operatore è costretto ad inserire una quantità maggiore di accelerante in modo tale da poter attaccare il perossido e far avvenire la catalisi.

4) pigmento grigio RAL 7035: il pigmento utilizzato nella produzione dei pali Telecom in vtr è un grigio RAL 7035 e nello specifico vengono inseriti n.d. kg di pigmento su un totale di n.d. kg di resina poliestere.

3.3.2 Processo di catalisi pali in GFR

Le resine poliesteri insature, UP, si presentano in commercio sotto forma di liquidi più o meno viscosi a seconda dei tipi. L’indurimento avviene mediante l’aggiunta di catalizzatori perossidici che per azione del calore o di particolari attivatori detti acceleranti, come il naftenato, l’ottoato di cobalto o le ammine terziarie si decompongono in radicali liberi promuovendo così la copolimerizzazione radicalica delle resine poliesteri insature con i monomeri che le tengono in soluzione.

Il processo di copolimerizzazione delle resine poliesteri inizia con un progressivo inviscosimento della resina, la quale dopo essersi trasformata in stato gelatinoso, indurisce sviluppando calore. Le resine indurite assumono quindi struttura reticolata e con essa tutte le caratteristiche dei prodotti termoindurenti. Variando la natura dei componenti della resina, impiegando cioè glicoli di natura differente e acidi a peso molecolare più o meno elevato, si possono ottenere resine con le più diverse caratteristiche meccaniche, termiche, chimiche o elettriche.

Nel processo produttivo la resina viene miscelata con dei mescolatori a braccia o a elica (Figura 133) preferendo velocità lente e costanti, evitando di inglobare aria e quindi la possibilità di produrre pezzi difettosi. L’ordine di miscelazione è il seguente: resina, pigmenti, accelerante e catalizzatore.

a) b)

Figura 133 – a) Vasche di miscelazione della resina; b) impostazione catalizzatore

Dopo che la resina UP è stata miscelata con il pigmento RAL 7035 ed il cobalto nelle vasche di miscelazione, passa all’interno di una tubazione ed arriva ad un sistema di comando in cui l’operatore va ad impostare il numero di battute (quantità di resina accellerata) per effettuare la completa impregnazione del palo. Dopo aver impostato la quantità di resina accellerata si imposta la % di catalizzatore e si procede all’impregnazione del palo tramite tramite una pistola di insuflaggio.

I fattori che influiscono sul tempo di gelificazione, e quindi lo stato finale di polimerizzazione, sono:

5

Se si mescola un perossido con un accelerante puro o diluito, o con qualsivoglia sostanza riducente, può aver luogo una reazione di tipo esplosivo. Per tale motivo il perossido e l’accelerante non devono mai essere mescolati direttamente.

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a) contenuto di catalizzatore; b) contenuto di accelerante;

c) temperatura di lavoro; (Nel nostro caso si è notato che la resina inizia a catalizzare quando viene raggiunta una temperatura tra i 60°C e i 70°C. Avvenuta la catalisi la temperatura dello stampo arriva ad oltre 100°C).

3.3.3

Una volta estratto dal centrifugal casting e fatto un preliminare esame visivo, per notare se sono presenti delle difettosità, sui pali in vetroresina vengono effettuati dei tagli di testa e di base (Figura 134) e poi inseriti all’interno di bancali per poi essere spediti ai vari committenti (Figura 134).

a) b)

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