Sono fibre usate per la fabbricazione di compositi ad elevate prestazioni e si distinguono per l’alto modulo di elasticità normale e l’elevata resistenza. Esibiscono un comportamento a rottura intrinsecamente fragile con un assorbimento di energia relativamente modesto, anche se i carichi di rottura sono elevati. A confronto con quelle di vetro ed aramidiche, le fibre di carbonio risultano essere le meno sensibili ai fenomeni di creep e di fatica e sono contraddistinte da una modesta riduzione di resistenza a lungo termine. La struttura cristallina della grafite è di tipo esagonale, con gli atomi di carbonio organizzati in strutture essenzialmente planari, tenute insieme da forze trasversali di interazione del tipo Van der Waals, di gran lunga più deboli rispetto a quelle che agiscono tra gli atomi di carbonio nel piano (legami covalenti). Per il suddetto motivo il modulo di elasticità normale e la resistenza sono estremamente elevati nelle direzioni planari, mentre risultano notevolmente inferiori nella direzione trasversale (comportamento anisotropo). La moderna tecnologia di produzione delle fibre di carbonio si basa essenzialmente sulla pirolisi, cioè la decomposizione termica in assenza di ossigeno di sostanze organiche, dette precursori, tra i quali i più usati sono le fibre di poliacrilonitrile (PAN) e di rayon.

Sono fibre originariamente utilizzate in campo navale ed industriale per la fabbricazione di compositi con prestazioni medio-alte, tuttavia oggi sono di comune utilizzo anche in campo edile. Si distinguono per la loro elevata resistenza. Il vetro è composto principalmente da silice (SiO2) in struttura tetraedrica (SiO4). Ossidi di alluminio ed altri ioni metallici sono aggiunti in varie proporzioni per facilitare le operazioni di lavorazione o per modificare alcune proprietà (ad esempio le fibre di vetro S rispetto alle E mostrano una maggior resistenza a trazione). Le fibre di vetro sono anche disponibili in forma di foglio sottile, che prende il nome di mat. Un mat può essere costituito sia da fibre continue che da fibre corte (cioè fibre discontinue di lunghezza tipica compresa tra 25 e 50 mm) disposte casualmente nel piano e tenute assieme da un legante chimico. Le fibre di vetro hanno un modulo di elasticità normale inferiore a quelle di carbonio ed aramidiche (circa 70 GPa per le fibre di vetro E) ed una resistenza all’abrasione relativamente modesta, che richiede una certa cautela nelle operazioni di manipolazione prima dell’impregnazione. Presentano una modesta resistenza allo scorrimento viscoso e a fatica. Per promuovere l’adesione tra fibre e matrice e per proteggere le fibre dall’azione degli agenti alcalini e dell’umidità, le fibre sono sottoposte a trattamenti di ensimaggio (sizing) con sostanze aventi funzione di compatibilizzante. Trattamenti di questo tipo sono molto importanti ai fini della durabilità e della resistenza a fatica (statica e dinamica) del materiale composito.

Le fibre aramidiche sono fibre di natura organica, costituite da poliammidi aromatiche in forma estremamente orientata. Introdotte per la prima volta nel 1971 col nome commerciale di Kevlar®, queste fibre si distinguono per l’elevata tenacità e per la loro resistenza alle operazioni di manipolazione. Il modulo di elasticità normale e la resistenza a trazione sono intermedi tra quelli delle fibre di vetro e quelli delle fibre di carbonio. Le fibre aramidiche possono degradarsi per esposizione prolungata alla luce solare, con perdita della resistenza a trazione fino al 50% e possono risultare sensibili all’umidità. Il comportamento viscoso (creep) è simile a quello delle fibre di vetro, ma rispetto a queste ultime la resistenza a rottura è molto più elevata. Anche la resistenza a fatica flessionale è più elevata di quella delle fibre vetro. La tecnologia di produzione delle fibre aramidiche si basa sull’estrusione ad alta temperatura ed alta velocità del polimero in soluzione con successivo raffreddamento veloce ed essiccamento. E’ possibile sottoporre le fibre così prodotte ad un trattamento di orientazione a caldo per avvolgimento su bobine in rotazione ad elevata velocità allo scopo di migliorarne le caratteristiche meccaniche.