1. Resistência à tração
A resistência à tração refere-se à tensão máxima que um material pode suportar antes de ser esticado. Alguns materiais não frágeis deformam-se antes de quebrarem, mas as fibras de Kevlar®, as fibras de carbono e as fibras de vidro são frágeis e quebram quase sem se deformarem. A resistência à tração é medida em força por unidade de área (Pa ou Pascal).

Estresse é força e deformação é deflexão devido ao estresse. O seguinte mostra a comparação da resistência à tração de três fibras de reforço comumente usadas: fibra de carbono, fibra de aramida, fibra de vidro e resina epóxi. É importante notar que estes valores são apenas para comparação e podem variar de acordo com o processo de fabricação, formulação de aramida, fibra precursora de fibra de carbono, etc., em MPa.

Fibra de carbono: 4127
Fibra de vidro: 3450
Fibra de aramida: 2757

2. Densidade e relação resistência-peso
Quando a densidade dos três materiais é comparada, podem ser observadas diferenças significativas entre as três fibras. Se você fizer 3 amostras exatamente do mesmo tamanho e peso, logo ficará aparente que a fibra Kevlar® é muito mais leve, a fibra de carbono vem em segundo lugar e a fibra de vidro é a mais pesada.

Portanto, para o mesmo peso de material compósito, a fibra de carbono ou Kevlar® pode obter maior resistência. Em outras palavras, qualquer estrutura feita de fibra de carbono ou compósito Kevlar® que exija uma determinada resistência será menor ou mais fina que uma estrutura feita de fibra de vidro.

Depois que a amostra é feita e testada, verifica-se que o compósito de fibra de vidro pesa quase o dobro do Kevlar® ou do laminado de fibra de carbono. Isso significa que você pode economizar muito peso usando Kevlar® ou fibra de carbono. Esta propriedade é chamada de relação resistência-peso.

3. Young's modulus
Young's modulus is a measure of the stiffness of an elastic material and is a way of describing the material. It is defined as the ratio of uniaxial (in one direction) stress to uniaxial strain (deformation in the same direction). Young's modulus = stress/strain, meaning that a material with a high Young's modulus is harder than a material with a low Young's modulus.

The stiffness of carbon fiber, Kevlar® and glass fiber varies greatly. The stiffness of carbon fiber is about twice that of aramid fiber, while the stiffness is five times higher than that of glass fiber. The downside to carbon fiber's excellent stiffness is that it tends to be more brittle. When it fails, it tends not to show much strain or deformation.


4. Flammability and thermal degradation
Both Kevlar® and carbon fiber are resistant to high temperatures, and neither has a melting point. Both materials have been used in protective clothing and fire-resistant fabrics. The glass fiber will eventually melt, but it is also highly resistant to high temperatures. Of course, frosted glass fiber used in buildings can also improve fire resistance.

Carbon fiber and Kevlar® are used to make protective firefighting or welding blankets or clothing. Kevlar gloves are commonly used in the meat industry to protect the hands when using knives. Since fibers are rarely used alone, the heat resistance of the substrate (usually epoxy) is also important. Epoxy resins soften rapidly when exposed to heat.


5. Electrical conductivity
Carbon fiber can conduct electricity, but Kevlar® and glass fiber do not. Kevlar® is used for cable pulling in power transmission towers. Although it does not conduct electricity, it can absorb water, and water can indeed conduct electricity. Therefore, in such applications, a waterproof coating must be applied to Kevlar.

Because carbon fiber can conduct electricity, galvanic corrosion becomes a problem when it comes into contact with other metal parts.


6. Uv degradation
Aramid fibers will degrade in sunlight and high UV environments. Carbon fiber or glass fiber is not very sensitive to ultraviolet radiation. However, some commonly used substrates such as epoxy resins remain in sunlight, it will turn white and lose strength, polyester and vinyl ester resins are more resistant to UV rays, but less resistant than epoxy resins.

7. Antifadiga
Se a peça for dobrada e endireitada repetidamente, ela eventualmente falhará devido à fadiga. Comparado à fibra de carbono, que é um tanto sensível à fadiga e tende a falhar desastrosamente, o Kevlar® é mais resistente à fadiga. A fibra de vidro está em algum lugar no meio.


8. Resistência ao desgaste
O Kevlar® possui forte resistência ao desgaste, o que dificulta o corte. Um dos usos comuns do Kevlar® é como luva protetora para uso em áreas onde as mãos podem ser cortadas por vidro ou lâminas afiadas. A fibra de carbono e a fibra de vidro são menos resistentes.


9. Resistência química
As fibras de aramida são sensíveis a ácidos fortes, bases fortes e certos oxidantes (como o hipoclorito de sódio), que podem causar degradação da fibra. Alvejante à base de cloro comum (por exemplo, Clorox®) e peróxido de hidrogênio não podem ser usados ​​com Kevlar®; alvejantes à base de oxigênio (por exemplo, perborato de sódio) podem ser usados ​​sem danificar as fibras de aramida.

A fibra de carbono é muito estável e não é sensível à degradação química.


10. Desempenho de ligação da matriz
Para que a fibra de carbono, o Kevlar® e o vidro tenham o melhor desempenho, eles devem ser mantidos no lugar na matriz (geralmente a resina). Portanto, a capacidade da resina de se ligar a diversas fibras é crucial.

A fibra de carbono e a fibra de vidro podem aderir facilmente à resina, mas a resistência da fibra de aramidon mais a resina não é tão forte quanto o desejado, e essa adesão reduzida permite que ocorra a penetração de água. Como resultado, as fibras de aramida tendem a absorver água, o que, juntamente com a adesão insatisfatória às resinas epóxi, significa que se a superfície do compósito kevlar® for danificada e a água puder entrar, o Kevlar® poderá absorver água ao longo da fibra e enfraquecer a fibra. composto.


11. Cor e trama
O estado natural da aramida é dourado claro, pode ser colorido e agora existem muitos tons bons. A fibra de vidro também está disponível em cores. A fibra de carbono é sempre preta e pode ser misturada com aramida colorida, mas não pode ser colorida sozinha.

(Fibra de carbono)

(Fibra de vidro)