Наповнювачі використовують для поліпшення експлуатаційних властивостей композиційних матеріалів (міцності, твердості, теплостійкості), надання їм різних специфічних властивостей і зниження вартості. Наповнювач як один з компонентів відіграє провідну роль у формуванні основних характеристик композиційного матеріалу. Від наповнювача в значній мірі залежать технологічні властивості композитів і можливості їх переробки у вироби.
Властивості вуглепластиків залежать від властивостей вуглецевих волокон, які в свою чергу визначаються умовами піролізу органічних волокон (гідратцелюлозних, поліакрилонітрильних, волокон з мезофазних пеків), використовуваних в даний час в якості сировини для виготовлення вуглецевих волокон.
Механічні властивості. Модуль пружності при розтягуванні (вздовж волокон) високоякісних вуглецевих волокон високоміцного типу (на основі ПАН) становить 200 — 250 ГПа, високомодульного типу (на основі ПАН) — близько 400 ГПа, а вуглецевих волокон на основі рідкокристалічних пеків: 400 — 700 ГПа. При одній і тій же температурі прогріву вуглецеві волокна на основі рідкокристалічних пеків мають більший модуль пружності при розтягуванні, ніж волокна на основі ПАН.
Електричні властивості. Зростання модуля пружності у міру зменшення кута текстури означає, що структура вуглецевого волокна наближається до структури графіту, що володіє аналогічною металу провідністю в напрямку гексагонального шару. Вуглецеві волокна, отримані при температурі не нижче 1000 °С, мають високу електропровідність (більше 102 Ом-1-см-1). Варіюючи модуль пружності, а отже, і електричні властивості вуглецевого наповнювача, можна регулювати електричні властивості композиційного матеріала. В процесі перетворення органічних волокон в вуглецеве волокно здійснюється перехід через всі зони провідності. Вихідні волокна є діелектриками, в процесі карбонізації електричний опір різко знижується, потім з підвищенням температури обробки понад 1000 ºС він, хоча і продовжує зменшуватися, але менш інтенсивно. Карбонізоване волокна по типу провідності відносяться до напівпровідників, а графітові охоплюють область від напівпровідників до провідників, наближаючись по мірі підвищення температури обробки до останніх. Для вуглецевих волокон температурна залежність провідності визначається кінцевою температурою їх обробки, а отже, концентрацією електронів і розмірами кристалітів.
Термічні властивості. Одним з проявів особливостей анізотропної структури високомодульних вуглецевих волокон є негативний коефіцієнт термічного лінійного розширення уздовж осі волокна, що підвищує рівень залишкових напружень в високомодульних волокнітах . У волокна з великим модулем пружності коефіцієнт вище за абсолютною величиною і в більш широкому інтервалі температур має від’ємне значення. Так, у вуглецевих волокон, виготовлених з ПАН-волокна, максимальне (за абсолютною величиною) значення коефіцієнта спостерігається при 0 °С, а при підвищенні температури його знак змінюється на зворотний (при температурі вище 360 °С у волокна з Е = 380 ГПа і вище 220 °С у волокна з Е = 280 ГПа.
Хімічні властивості. Вуглецеві волокна відрізняються від інших наповнювачів хімічної інертністю. Хімічна стійкість вуглецевих волокон залежить від температури кінцевої обробки, структури і поверхні волокна, типу і чистоти вихідної сировини. Після витримки протягом 257 діб в агресивних рідинах високомодульних волокон, отриманих з ПАН-волокна, при кімнатній температурі помітне зниження міцності при розтягуванні спостерігається лише при дії ортофосфорної, азотної та сірчаної кислот.