La fibra de aramida es la abreviatura de fibra de poliamida aromática, existen dos categorías principales: una es la fibra de politereftalil-p-fenilendiamina (PPDA), como Kevlar-49 de DuPont de Estados Unidos, TwaronHM de Enka Company de Holanda , aramida 1414 de China, etc.; El otro tipo son las fibras de poliparabenamida (PBA), como Kevlar-29, aramida 14, etc. Kevlar-49 es una fibra orgánica desarrollada por DuPont a finales de los años 60 del siglo XX y comercializada en los años 70. del siglo XX. Se trata de un nuevo tipo de material con excelentes propiedades como alta resistencia, alto módulo, resistencia a altas temperaturas y baja densidad. La fibra Kevlar-49 se utiliza principalmente en piezas compuestas como la aviación, la industria aeroespacial, la construcción naval, equipos médicos y artículos deportivos. Debido a su excelente rendimiento y la particularidad del rango de aplicación, se seguirá promoviendo el campo de aplicación.
Las propiedades mecánicas de las fibras de aramida se diferencian de otras fibras orgánicas en que su resistencia a la tracción y su módulo inicial son altos, mientras que su alargamiento es bajo. La fibra de aramida tiene excelentes propiedades mecánicas en fibras orgánicas. La cadena molecular de la aramida está compuesta por anillos de benceno y grupos amida dispuestos según una ley determinada. La posición del grupo amida es en la posición recta del anillo de benceno, por lo que este polímero tiene buena regularidad, lo que da como resultado un alto grado de cristalinidad de las fibras de aramida. Esta cadena molecular aglomerada rígida está altamente orientada en la dirección axial de la fibra, y los átomos de hidrógeno en la cadena molecular se combinarán con los grupos carbonilo del par amida en la otra cadena molecular para formar enlaces de hidrógeno, convirtiéndose en un enlace transversal entre las moléculas de polímero.
También se puede observar que los compuestos de Kevlar-49 y aramida 1414 tienen ventajas significativas sobre los compuestos reforzados con fibra de vidrio en términos de densidad y resistencia. Además, cuando los compuestos unidireccionales de Kevlar-49 y aramida 1414 se prueban bajo tensión, la curva tensión-deformación obtenida antes de la fractura es una línea recta, pero en la prueba de compresión, son elásticos bajo tensión baja y plásticos bajo tensión alta. , Kevlar-49 y materiales compuestos de aramida 1414. Esta propiedad de compresión única es muy similar a la tenacidad de los metales y tiene cierta importancia en la aplicación en condiciones específicas.
Las fibras de aramida y otras fibras orgánicas, como las fibras de vidrio, se tejen fácilmente en una variedad de tejidos. El uso de estos tejidos aporta una gran comodidad al proceso de moldeo de compuestos, y las fibras discontinuas de aramida se utilizan principalmente para fortalecer los compuestos termoplásticos y mejorar la resistencia a la rotura de los compuestos termoplásticos. Compuestos termoplásticos reforzados con fibras cortadas, debido principalmente a la extracción de las fibras cortadas del material de la matriz. Cuando el contenido de fibra es bastante pequeño, la matriz dúctil puede convertirse en un compuesto dúctil. A medida que aumenta el contenido de fibra, aumenta la tenacidad del compuesto. Según los informes, cuando el material de la matriz contiene un 20% de fibra de aramida, se pueden mejorar significativamente las propiedades mecánicas del compuesto.
Los compuestos de aramida tienen propiedades de compresión pobres, aproximadamente la mitad que los compuestos de fibra de vidrio. Si se añade otra fibra para hacer un compuesto híbrido, su resistencia a la compresión se puede mejorar significativamente. Debido a que el coeficiente de expansión térmica de las fibras de aramida y las fibras de carbono es muy cercano, estas dos fibras son particularmente adecuadas para uso mixto en diferentes proporciones. Los materiales compuestos mezclados con aramida y grafito pueden superar los principales inconvenientes del alto precio de los compuestos de grafito y la fractura repentina debido a su escasa tenacidad. La aramida se mezcla con fibra de vidrio, lo que puede superar las deficiencias de la escasa rigidez de los compuestos de fibra de vidrio. Cuando se encuentran usos especiales, existen muchas formas de mezclar y utilizar materiales compuestos, que pueden combinarse razonablemente según los requisitos de uso.
Además, la mezcla de aramida y carbono, boro y otras fibras de alto módulo puede obtener la resistencia a la compresión requerida para la estructura de la aplicación, y sus propiedades únicas son incomparables con otros materiales de refuerzo de fibra. Por ejemplo, un material híbrido compuesto por un 50 % de fibra de aramida y un 50 % de fibra de carbono de alta resistencia con resina epoxi tiene una resistencia a la flexión de más de 620 MPa. La resistencia al impacto del material compuesto después de la mezcla es aproximadamente el doble que la de la fibra de carbono de alta resistencia sola, y si se mezcla fibra de grafito de alto módulo, la resistencia al impacto mejorará enormemente.