Włókno aramidowe to skrót od aromatycznego włókna poliamidowego. Istnieją dwie główne kategorie: jedna to włókno politereftalilo-p-fenylenodiaminy (PPDA), takie jak Kevlar-49 firmy DuPont ze Stanów Zjednoczonych, TwaronHM firmy Enka Company z Holandii , aramid 1414 z Chin itp.; Drugi typ to włókna poliparabenamidowe (PBA), takie jak Kevlar-29, aramid 14 itp. Kevlar-49 to włókno organiczne opracowane przez firmę DuPont pod koniec lat 60. XX wieku i wprowadzone na rynek w latach 70. XX wieku. Jest to nowy rodzaj materiału charakteryzujący się doskonałymi właściwościami takimi jak wysoka wytrzymałość, wysoki moduł, odporność na wysoką temperaturę oraz niska gęstość. Włókno kevlarowe-49 jest stosowane głównie w częściach kompozytowych, takich jak lotnictwo, kosmonautyka, przemysł stoczniowy, sprzęt medyczny i artykuły sportowe. Ze względu na doskonałą wydajność i specyfikę zakresu zastosowań, obszar zastosowań będzie nadal promowany.
Właściwości mechaniczne włókien aramidowych różnią się od innych włókien organicznych tym, że mają wysoką wytrzymałość na rozciąganie i moduł początkowy, przy niskim wydłużeniu. Włókno aramidowe ma doskonałe właściwości mechaniczne we włóknach organicznych. Łańcuch molekularny aramidu składa się z pierścieni benzenowych i grup amidowych ułożonych według pewnego prawa. Pozycja grupy amidowej znajduje się w pozycji prostej pierścienia benzenowego, dzięki czemu polimer ten charakteryzuje się dobrą regularnością, co skutkuje wysokim stopniem krystaliczności włókien aramidowych. Ten sztywny, zaglomerowany łańcuch molekularny jest silnie zorientowany w kierunku osiowym włókna, a atomy wodoru w łańcuchu molekularnym połączą się z grupami karbonylowymi pary amidowej na drugim łańcuchu molekularnym, tworząc wiązania wodorowe, stając się łącznikiem poprzecznym między cząsteczkami polimeru.
Można również zauważyć, że kompozyty Kevlar-49 i aramid 1414 mają znaczną przewagę nad kompozytami wzmocnionymi włóknem szklanym pod względem gęstości i wytrzymałości. Ponadto, gdy jednokierunkowe kompozyty Kevlar-49 i aramid 1414 są badane pod ciśnieniem, krzywa naprężenia-odkształcenia uzyskana przed pęknięciem jest linią prostą, ale w teście ściskania są elastyczne pod niskim naprężeniem i plastyczne pod dużym naprężeniem , Kevlar-49 i materiały kompozytowe aramid 1414. Ta wyjątkowa właściwość ściskania jest bardzo podobna do wytrzymałości metali i ma pewne znaczenie aplikacyjne w określonych warunkach.
Włókna aramidowe i inne włókna organiczne, takie jak włókna szklane, można łatwo wplatać w różnorodne tkaniny. Zastosowanie tych tkanin zapewnia dużą wygodę w procesie formowania kompozytów, a włókna odcinkowe aramidowe są stosowane głównie do wzmacniania kompozytów termoplastycznych w celu poprawy wytrzymałości na zerwanie kompozytów termoplastycznych. Kompozyty termoplastyczne wzmocnione włóknami ciętymi, głównie w wyniku wyrywania włókien ciętych z materiału matrycy. Gdy zawartość włókien jest dość mała, plastyczną matrycę można przekształcić w plastyczny kompozyt. Wraz ze wzrostem zawartości włókien zwiększa się wytrzymałość kompozytu. Według danych, gdy materiał osnowy zawiera 20% włókna aramidowego, może znacznie poprawić właściwości mechaniczne kompozytu.
Kompozyty aramidowe mają słabe właściwości ściskające, o połowę mniejsze niż kompozyty z włókna szklanego. Dodanie kolejnego włókna w celu wytworzenia kompozytu hybrydowego pozwala znacznie poprawić jego wytrzymałość na ściskanie. Ponieważ współczynnik rozszerzalności cieplnej włókien aramidowych i włókien węglowych jest bardzo zbliżony, te dwa włókna są szczególnie odpowiednie do zastosowań mieszanych w różnych proporcjach. Materiały kompozytowe zmieszane z aramidem i grafitem mogą przezwyciężyć główne wady, takie jak wysoka cena kompozytów grafitowych i nagłe pękanie spowodowane słabą wytrzymałością. Aramid miesza się z włóknem szklanym, co może przezwyciężyć wady słabej sztywności kompozytów z włókna szklanego. W przypadku zastosowań specjalnych istnieje wiele sposobów mieszania i stosowania materiałów kompozytowych, które można rozsądnie dopasować w zależności od wymagań użytkowania.
Ponadto zmieszanie aramidu i włókien węglowych, borowych i innych włókien o wysokim module sprężystości pozwala uzyskać wytrzymałość na ściskanie wymaganą dla struktury aplikacji, a jego unikalne właściwości są nieporównywalne z innymi materiałami wzmacniającymi włókna. Na przykład materiał hybrydowy składający się w 50% z włókna aramidowego i w 50% z włókna węglowego o wysokiej wytrzymałości z żywicą epoksydową ma wytrzymałość na zginanie ponad 620 MPa. Udarność materiału kompozytowego po zmieszaniu jest około dwukrotnie większa niż w przypadku samego włókna węglowego o wysokiej wytrzymałości, a jeśli zmieszane zostanie włókno grafitowe o wysokim module, udarność znacznie się poprawi.