1. Résistance à la traction
La résistance à la traction fait référence à la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter avant d'être étiré. Certains matériaux non fragiles se déforment avant de se briser, mais les fibres Kevlar®, les fibres de carbone et les fibres de verre sont fragiles et se cassent presque sans se déformer. La résistance à la traction est mesurée en force par unité de surface (Pa ou Pascals).

La contrainte est une force et la déformation est une déviation due à la contrainte. Ce qui suit montre la comparaison de la résistance à la traction de trois fibres de renforcement couramment utilisées : la fibre de carbone, la fibre aramide, la fibre de verre et la résine époxy. Il est important de noter que ces chiffres sont uniquement à titre de comparaison et peuvent varier selon le procédé de fabrication, la formulation d'aramide, la fibre précurseur de la fibre de carbone, etc., en MPa.

Fibre de carbone : 4127
Fibre de verre : 3450
Fibre d'aramide : 2757

2. Densité et rapport résistance/poids
Lorsque la densité des trois matériaux est comparée, des différences significatives entre les trois fibres peuvent être constatées. Si vous réalisez 3 échantillons exactement de la même taille et du même poids, il devient vite évident que la fibre Kevlar® est beaucoup plus légère, la fibre de carbone arrive juste derrière et la fibre de verre est la plus lourde.

Ainsi, pour le même poids de matériau composite, la fibre de carbone ou le Kevlar® peuvent obtenir une résistance supérieure. Autrement dit, toute structure en fibre de carbone ou en composite Kevlar® nécessitant une résistance donnée sera plus petite ou plus fine qu'une structure en fibre de verre.

Une fois l’échantillon fabriqué et testé, il s’avère que le composite de fibre de verre pèse presque deux fois plus que le stratifié Kevlar® ou fibre de carbone. Cela signifie que vous pouvez économiser beaucoup de poids en utilisant du Kevlar® ou de la fibre de carbone. Cette propriété est appelée rapport résistance/poids.

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. Anti-fatigue
Si la pièce est pliée et redressée à plusieurs reprises, elle finira par échouer à cause de la fatigue. Comparé à la fibre de carbone, qui est quelque peu sensible à la fatigue et a tendance à se briser de manière désastreuse, le Kevlar® est plus résistant à la fatigue. La fibre de verre se situe quelque part entre les deux.


8. Résistance à l'usure
Le Kevlar® présente une forte résistance à l'usure, ce qui le rend difficile à couper. L'une des utilisations courantes du Kevlar® est celle de gant de protection destiné aux zones où les mains peuvent être coupées par du verre ou des lames tranchantes. La fibre de carbone et la fibre de verre sont moins résistantes.


9. Résistance chimique
Les fibres d'aramide sont sensibles aux acides forts, aux bases fortes et à certains oxydants (tels que l'hypochlorite de sodium), qui peuvent provoquer une dégradation des fibres. L'eau de Javel ordinaire (par exemple Clorox®) et le peroxyde d'hydrogène ne peuvent pas être utilisés avec le Kevlar®, l'eau de Javel à l'oxygène (par exemple le perborate de sodium) peut être utilisée sans endommager les fibres d'aramide.

La fibre de carbone est très stable et insensible à la dégradation chimique.


10. Performances de liaison de la matrice
Pour que la fibre de carbone, le Kevlar® et le verre fonctionnent de manière optimale, ils doivent être maintenus en place dans la matrice (généralement la résine). Par conséquent, la capacité de la résine à se lier à diverses fibres est cruciale.

La fibre de carbone et la fibre de verre peuvent facilement adhérer à la résine, mais la résistance de la fibre d'aramidon et de la résine n'est pas aussi forte que souhaitée, et cette adhérence réduite permet la pénétration de l'eau. En conséquence, les fibres d'aramide ont tendance à absorber l'eau, ce qui, associé à une adhérence insatisfaisante aux résines époxy, signifie que si la surface du composite kevlar® est endommagée et que de l'eau peut pénétrer, le Kevlar® peut absorber l'eau le long de la fibre et affaiblir la fibre. composite.


11. Couleur et tissage
L'état naturel de l'aramide est or clair, il peut être coloré et il existe maintenant de nombreuses bonnes nuances. La fibre de verre est également disponible en couleur. La fibre de carbone est toujours noire et peut être mélangée à de l'aramide coloré, mais elle ne peut pas être colorée seule.

(Fibre de carbone)

(Fibres de verre)