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 se deformam antes de quebrar, mas as fibras de Kevlar®, fibras de carbono e fibras de vidro são frágeis e quebram quase sem se deformar. 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 números 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, fibra de carbono ou Kevlar® podem 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 do 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. Módulo de Young
O módulo de Young é uma medida da rigidez de um material elástico e é uma forma de descrever o material. É definido como a razão entre a tensão uniaxial (em uma direção) e a deformação uniaxial (deformação na mesma direção). Módulo de Young = tensão/deformação, o que significa que um material com um módulo de Young alto é mais duro do que um material com um módulo de Young baixo.

A rigidez da fibra de carbono, Kevlar® e fibra de vidro varia muito. A rigidez da fibra de carbono é cerca de duas vezes maior que a da fibra de aramida, enquanto a rigidez é cinco vezes maior que a da fibra de vidro. A desvantagem da excelente rigidez da fibra de carbono é que ela tende a ser mais frágil. Quando falha, tende a não apresentar muita tensão ou deformação.


4. Inflamabilidade e degradação térmica
Tanto o Kevlar® quanto a fibra de carbono são resistentes a altas temperaturas e nenhum deles tem ponto de fusão. Ambos os materiais têm sido utilizados em roupas de proteção e tecidos resistentes ao fogo. A fibra de vidro acabará por derreter, mas também é altamente resistente a altas temperaturas. É claro que a fibra de vidro fosca usada em edifícios também pode melhorar a resistência ao fogo.

A fibra de carbono e o Kevlar® são usados ​​para fazer mantas ou roupas de proteção contra incêndio ou soldagem. Luvas de Kevlar são comumente usadas na indústria de carnes para proteger as mãos ao usar facas. Como as fibras raramente são usadas sozinhas, a resistência ao calor do substrato (geralmente epóxi) também é importante. As resinas epóxi amolecem rapidamente quando expostas ao calor.


5. Condutividade elétrica
A fibra de carbono pode conduzir eletricidade, mas o Kevlar® e a fibra de vidro não. Kevlar® é usado para tração de cabos em torres de transmissão de energia. Embora não conduza eletricidade, pode absorver água, e a água pode, de fato, conduzir eletricidade. Portanto, em tais aplicações, um revestimento impermeável deve ser aplicado ao Kevlar.

Como a fibra de carbono pode conduzir eletricidade, a corrosão galvânica se torna um problema quando entra em contato com outras peças metálicas.


6. Degradação UV
As fibras de aramida se degradam sob a luz solar e em ambientes com altos níveis de UV. A fibra de carbono ou fibra de vidro não é muito sensível à radiação ultravioleta. No entanto, alguns substratos comumente usados, como resinas epóxi, permanecem sob a luz solar, ficam brancos e perdem resistência. As resinas de poliéster e éster vinílico são mais resistentes aos raios UV, mas menos resistentes que as resinas epóxi.

7. Anti-fadiga
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
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. Fibra de carbono e fibra de vidro são menos resistentes.


9. Resistência química
As fibras de aramida são sensíveis a ácidos fortes, bases fortes e certos oxidantes (como hipoclorito de sódio), que podem causar degradação da fibra. Alvejante comum à base de cloro (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 vinculação de 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 unir 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 ouro 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)