La fibre d'aramide est l'abréviation de fibre de polyamide aromatique, il existe deux catégories principales : l'une est la fibre de polytéréphtalyl-p-phénylènediamine (PPDA), telle que le Kevlar-49 de DuPont des États-Unis, le TwaronHM d'Enka Company des Pays-Bas. , aramide 1414 de Chine, etc. ; L'autre type est celui des fibres de polyparabénamide (PBA), telles que le Kevlar-29, l'aramide 14, etc. Le Kevlar-49 est une fibre organique développée par DuPont à la fin des années 60 du 20e siècle et commercialisée dans les années 70. du 20ème siècle. Il s'agit d'un nouveau type de matériau doté d'excellentes propriétés telles qu'une résistance élevée, un module élevé, une résistance aux températures élevées et une faible densité. La fibre Kevlar-49 est principalement utilisée dans les pièces composites telles que l'aviation, l'aérospatiale, la construction navale, les équipements médicaux et les articles de sport. En raison de ses excellentes performances et de la particularité du domaine d'application, le domaine d'application continuera à être promu.
Les propriétés mécaniques des fibres aramide diffèrent de celles des autres fibres organiques en ce sens que leur résistance à la traction et leur module initial sont élevés, tandis que leur allongement est faible. La fibre aramide possède d'excellentes propriétés mécaniques dans les fibres organiques. La chaîne moléculaire de l'aramide est composée de cycles benzéniques et de groupes amide disposés selon une certaine loi. La position du groupe amide est dans la position droite du cycle benzénique, ce polymère a donc une bonne régularité, ce qui entraîne un degré élevé de cristallinité des fibres d'aramide. Cette chaîne moléculaire agglomérée rigide est fortement orientée dans la direction axiale des fibres, et les atomes d'hydrogène de la chaîne moléculaire se combineront avec les groupes carbonyle de la paire amide de l'autre chaîne moléculaire pour former des liaisons hydrogène, devenant ainsi un lien transversal entre les molécules de polymère.
On constate également que les composites Kevlar-49 et aramide 1414 présentent des avantages significatifs par rapport aux composites renforcés de fibres de verre en termes de densité et de résistance. De plus, lorsque les composites unidirectionnels Kevlar-49 et aramide 1414 sont testés sous tension, la courbe contrainte-déformation obtenue avant rupture est une ligne droite, mais lors du test de compression, ils sont élastiques sous faible contrainte et plastiques sous forte contrainte. , Kevlar-49 et matériaux composites aramide 1414. Cette propriété de compression unique est très similaire à la ténacité des métaux et a une certaine importance d'application dans des conditions spécifiques.
Les fibres aramides et autres fibres organiques, comme les fibres de verre, sont facilement tissées dans une variété de tissus. L'utilisation de ces tissus apporte une grande commodité au processus de moulage des composites, et les fibres discontinues d'aramide sont principalement utilisées pour renforcer les composites thermoplastiques afin d'améliorer la résistance à la rupture des composites thermoplastiques. Composites thermoplastiques renforcés de fibres discontinues, principalement en raison de l'extraction des fibres discontinues du matériau de matrice. Lorsque la teneur en fibres est assez faible, la matrice ductile peut être transformée en un composite ductile. À mesure que la teneur en fibres augmente, la ténacité du composite augmente. Selon les rapports de données, lorsque le matériau de la matrice contient 20 % de fibres aramides, cela peut améliorer considérablement les propriétés mécaniques du composite.
Les composites aramide ont de mauvaises propriétés de compression, environ la moitié de celles des composites à base de fibre de verre. Si une autre fibre est ajoutée pour fabriquer un composite hybride, sa résistance à la compression peut être considérablement améliorée. Le coefficient de dilatation thermique des fibres aramide et des fibres de carbone étant très proche, ces deux fibres sont particulièrement adaptées à un usage mixte dans des proportions différentes. Les matériaux composites mélangés à de l'aramide et du graphite peuvent surmonter les principaux inconvénients du prix élevé des composites de graphite et de la rupture soudaine due à une mauvaise ténacité. L'aramide est mélangé à de la fibre de verre, ce qui peut surmonter les défauts de mauvaise rigidité des composites de fibre de verre. Lorsqu'il s'agit d'utilisations spéciales, il existe de nombreuses façons de mélanger et d'utiliser des matériaux composites, qui peuvent être raisonnablement adaptées en fonction des exigences d'utilisation.
De plus, le mélange d'aramide et de carbone, de bore et d'autres fibres à haut module peut obtenir la résistance à la compression requise pour la structure d'application, et ses propriétés uniques sont incomparables avec d'autres matériaux de renforcement fibreux. Par exemple, un matériau hybride composé de 50 % de fibre d'aramide et de 50 % de fibre de carbone à haute résistance avec de la résine époxy a une résistance à la flexion supérieure à 620 MPa. La résistance aux chocs du matériau composite après mélange est environ le double de celle de la fibre de carbone à haute résistance seule, et si la fibre de graphite à haut module est mélangée, la résistance aux chocs sera grandement améliorée.