1. Résistance à la traction
La résistance à la traction est la contrainte maximale qu'un matériau peut supporter avant de s'étirer. Certains matériaux non cassants se déforment avant de se rompre, maisFibres Kevlar® (aramide)Les fibres de carbone et de verre E sont fragiles et se rompent avec une faible déformation. La résistance à la traction est mesurée en force par unité de surface (Pa ou Pascals).
2. Densité et rapport résistance/poids
En comparant les densités des trois matériaux, on observe des différences significatives entre les fibres. Si l'on réalise trois échantillons de taille et de poids identiques, on constate rapidement que les fibres de Kevlar® sont beaucoup plus légères, suivies de près par les fibres de carbone.Fibres de verre Ele plus lourd.
3. Module de Young
Le module de Young est une mesure de la rigidité d'un matériau élastique et permet de le décrire. Il est défini comme le rapport entre la contrainte uniaxiale (dans une direction) et la déformation uniaxiale (déformation dans la même direction). Module de Young = contrainte/déformation, ce qui signifie que les matériaux ayant un module de Young élevé sont plus rigides que ceux ayant un module de Young faible.
La rigidité de la fibre de carbone, du Kevlar® et de la fibre de verre varie considérablement. La fibre de carbone est environ deux fois plus rigide que la fibre d'aramide et cinq fois plus rigide que la fibre de verre. L'inconvénient de cette excellente rigidité est sa fragilité. En cas de rupture, elle ne présente généralement pas beaucoup de déformation.
4. Inflammabilité et dégradation thermique
Le Kevlar® et la fibre de carbone résistent tous deux aux températures élevées et ne possèdent pas de point de fusion. Ces deux matériaux sont utilisés dans la fabrication de vêtements de protection et de tissus ignifuges. La fibre de verre fond à terme, mais elle est également très résistante aux températures élevées. Bien entendu, les fibres de verre dépolies utilisées dans les bâtiments peuvent également accroître la résistance au feu.
La fibre de carbone et le Kevlar® sont utilisés pour fabriquer des couvertures et des vêtements de protection contre les incendies ou les soudures. Les gants en Kevlar sont souvent utilisés dans l'industrie de la viande pour protéger les mains lors de l'utilisation de couteaux. Les fibres étant rarement utilisées seules, la résistance à la chaleur de la matrice (généralement de l'époxy) est également importante. Lorsqu'elle est chauffée, la résine époxy se ramollit rapidement.
5. Conductivité électrique
La fibre de carbone conduit l'électricité, mais le Kevlar® etfibre de verreLe Kevlar® est utilisé pour tirer les câbles des pylônes électriques. Bien qu'il ne conduise pas l'électricité, il absorbe l'eau et l'eau conduit l'électricité. Par conséquent, un revêtement imperméable doit être appliqué sur le Kevlar pour de telles applications.
6. Dégradation UV
Fibres d'aramideSe dégradent au soleil et dans des environnements à forte exposition aux UV. Les fibres de carbone ou de verre sont peu sensibles aux UV. Cependant, certaines matrices courantes, comme les résines époxy, sont retenues par la lumière du soleil, où elles blanchissent et perdent de leur résistance. Les résines polyester et vinylester sont plus résistantes aux UV, mais moins résistantes que les résines époxy.
7. Résistance à la fatigue
Si une pièce est pliée et redressée à plusieurs reprises, elle finira par tomber en panne à cause de la fatigue.Fibre de carboneest relativement sensible à la fatigue et a tendance à se rompre de manière catastrophique, tandis que le Kevlar® est plus résistant à la fatigue. La fibre de verre se situe entre les deux.
8. Résistance à l'abrasion
Le Kevlar® est très résistant à l'abrasion, ce qui le rend difficile à couper. Il est notamment couramment utilisé comme gants de protection pour les zones où les mains peuvent être coupées par du verre ou lorsque des lames tranchantes sont utilisées. Les fibres de carbone et de verre sont moins résistantes.
9. Résistance chimique
Fibres d'aramidesont sensibles aux acides forts, aux bases et à certains agents oxydants (par exemple, l'hypochlorite de sodium), qui peuvent dégrader les 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 oxygénée (par exemple, le perborate de sodium) peut être utilisée sans endommager les fibres d'aramide.
10. Propriétés de liaison corporelle
Pour que les fibres de carbone, le Kevlar® et le verre fonctionnent de manière optimale, ils doivent être maintenus en place dans la matrice (généralement une résine époxy). La capacité de l'époxy à adhérer aux différentes fibres est donc essentielle.
Le carbone etfibres de verreLe Kevlar® adhère facilement à l'époxy, mais la liaison fibre-époxy n'est pas aussi forte que souhaité, ce qui favorise la pénétration de l'eau. Par conséquent, la facilité d'absorption de l'eau par les fibres d'aramide, combinée à leur adhérence indésirable à l'époxy, signifie que si la surface du composite Kevlar® est endommagée et que l'eau peut pénétrer, le Kevlar® peut absorber l'eau le long des fibres et fragiliser le composite.
11. Couleur et tissage
L'aramide est un or clair à l'état naturel. Il peut être coloré et se décline désormais en de nombreuses nuances agréables. La fibre de verre existe également en versions colorées.Fibre de carboneest toujours noir et peut être mélangé avec de l'aramide coloré, mais il ne peut pas être coloré lui-même.
Date de publication : 07/08/2024