Fibra aramidica

Proprietà di trazione: nella direzione a 45 °, la resistenza alla trazione dei compositi aramidici/in fibra di vetro in fibra aumenta di circa il 12%, mentre la resistenza alla flessione aumenta di circa il 21%.

Prestazioni di impatto a bassa velocità: il carico di impatto massimo dei compositi aramidici/in fibra di vetro aumentano di circa il 45%.

Proprietà a flessione: nella direzione a 45 °, la resistenza alla flessione dei compositi aramidi/in fibra di vetro è migliorato di circa il 26%e il modulo flessibile è migliorata di circa il 21%.

Possono incorporare filati di rinforzo non preparati, paralleli a vari angoli, fornendo eccellenti effetti di rinforzo.
Vi è una criminamento minimo tra fasci di fibre, che promuove un forte legame tra le fibre.
In combinazione con processi di formazione liquida (come RTM, RFI), facilitano la produzione di compositi e riducono i costi di produzione.
Le cuciture tra gli strati migliorano la tolleranza al danno e la durezza fuori piano dei compositi.
I filati legano i fasci di fibre di rinforzo, migliorando le prestazioni interstradenti del tessuto a maglia Warp, con conseguente eccellente dragabilità e preformabilità.

Le fibre aramidiche richiedono una modifica della superficie principalmente perché la loro superficie è relativamente liscia e contiene pochi gruppi polari, con conseguente scarsa adesione interfacciale con i materiali a matrice (come la gomma o la plastica). Questa scarsa adesione limita l'efficacia delle fibre aramidiche nei compositi di rinforzo. La modifica della superficie aumenta la rugosità e il numero di gruppi polari sulla superficie della fibra aramidica, migliorando così l'adesione interfacciale con il materiale della matrice e migliorando le prestazioni complessive del materiale composito.

La fibra di kevlar e la fibra aramidica sono strettamente correlate ma non esattamente la stessa cosa. Kevlar è un marchio specifico di fibra aramidica sviluppata da DuPont, noto per la sua eccezionale resistenza e resistenza al calore, comunemente usato in applicazioni come giubbotti a prova di proiettile e attrezzatura da corsa. La fibra aramidica è una categoria generale di fibre sintetiche che presentano anche elevata resistenza al calore e resistenza alla trazione. Mentre tutto il kevlar è aramide, non tutte le fibre aramidiche sono kevlar, il che significa che il kevlar è un tipo specifico nella categoria più ampia di fibre aramidiche.

La lavorazione dei rinforzi in fibra aramidica presenta alcune sfide, tra cui la loro intrinseca sensibilità all'umidità, che può influire sul legame con le matrici di resina. Inoltre, le fibre aramide possono essere difficili da tagliare e modellare a causa della loro alta resistenza, che richiedono strumenti specializzati. Il raggiungimento di una qualità e prestazioni coerenti nel prodotto finale richiede anche un attento controllo delle condizioni di elaborazione, come la temperatura e la pressione durante la cura. I produttori devono spesso implementare tecniche specifiche, come pre-trattamento o modifiche della superficie, per migliorare l'adesione e ottimizzare le prestazioni nelle applicazioni composite.

L'orientamento delle fibre aramide svolge un ruolo cruciale nel determinare le prestazioni meccaniche dei compositi rinforzati. Quando le fibre sono allineate nella direzione del carico applicato, il composito presenta una resistenza alla trazione e rigidità significativamente migliorate in quella direzione. Al contrario, le disposizioni in fibra casuale o orientato a cross possono migliorare la resistenza all'impatto e la resistenza multidirezionale, ma possono ridurre le prestazioni di trazione complessive. Gli ingegneri spesso ottimizzano l'orientamento delle fibre durante la fase di progettazione per raggiungere l'equilibrio desiderato di resistenza, flessibilità e assorbimento di energia specifico per l'applicazione prevista.

Il materiale para-aramide, come Kevlar, è noto per la sua resistenza e rigidità superiori rispetto alle fibre meta-aramide, che sono più flessibili e resistenti al calore ma non così forti. Ciò rende il para-aramide ideale per applicazioni ad alte prestazioni in cui sia la forza che la durata sono fondamentali.