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Tipo: Tese
Data do documento: 31-Jan-2023
Autor(es): OLIVEIRA FILHO, Edwillson Gonçalves de
Primeiro(a) Orientador(a): CANDIDO, Verônica Scarpini
Título: Compósitos híbridos reforçados com tecidos de curauá, carnaúba e aramida com aplicações em blindagem balística
Título(s) alternativo(s): Hybrid composites reinforced with curauá, carnaúba and aramid fabrics with applications in ballistic armor
Agência de fomento: 
Citar como: OLIVEIRA FILHO, Edwillson Gonçalves de. Compósitos híbridos reforçados com tecidos de curauá, carnaúba e aramida com aplicações em blindagem balística. Orientadora: Verônica Scarpini Candido. 2023. 141 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia) - Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2023. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br:8080/jspui/handle/2011/15379 . Acesso em:.
Resumo: O desenvolvimento de sistemas eficazes de blindagem balística, torna-se fundamental para garantir a proteção humana e veicular. Essas blindagens costumam ser formadas por diferentes materiais, como compósitos poliméricos reforçados com fibras, sendo essas empregadas quando se deseja uma boa relação peso/proteção balística. Além disso, a busca por materiais ecologicamente corretos, que associem bom desempenho mecânico com sustentabilidade, tem sido muito frequente nos dias atuais. O presente trabalho foi direcionado ao estudo das propriedades mecânicas e balísticas apresentadas por compósitos reforçados com fibras lignocelulósicas, destinados a aplicações de blindagem. Foi realizada uma investigação a respeito das características das fibras de curauá (Ananas erectifolium) e carnaúba (Copernícia prunífera), examinando o diâmetro médio, análises morfológicas e químicas. A caracterização mecânica dos compósitos foi realizada utilizando as fibras de curauá e carnaúba nas distribuições contínuas e alinhadas por meio de uma produção manual de compósitos poliéster-fibras com 10, 20 e 30%v/v, por meio dos ensaios de tração, flexão e impacto Charpy. A partir desses resultados, produziu-se compósitos poliéster laminados, pela primeira vez, utilizou-se sistemas híbridos com camadas de tecidos de Aramida-Curauá, Aramida-Carnaúba e Curauá-Carnaúba, adotando o processo de moldagem por prensagem a frio. Todos os compósitos híbridos propostos possuem 30%v/v de fibras e foram produzidos na configuração não alternada, sendo submetidos a ensaios de impacto balístico considerando o nível de proteção e a velocidade residual. Os resultados balísticos mostraram que os sistemas Curauá-Carnaúba foram perfurados, ao contrário do sistema Aramida Curauá e Aramida-Carnaúba, não transpassados, os quais obtiveram um nível I de proteção balística. Além disso, por meio dos resultados de velocidade residual, confirmou a necessidade de tecidos, e não mantas, serem usados para aplicações balísticas desses compósitos. Os resultados são um forte indício do possível potencial de soluções de compósitos híbridas similares.
Abstract: The development of effective ballistic armor systems is essential to ensure human and vehicle protection. These shields are usually made up of different materials, such as fiber-reinforced polymeric composites, which are used when a good weight/ballistic protection ratio is desired. In addition, the search for ecologically correct materials, which associate good mechanical performance with sustainability, has been very frequent nowadays. The present work was directed to the study of the mechanical and ballistic properties presented by composites reinforced with lignocellulosic fibers, intended for armoring applications. An investigation was carried out regarding the characteristics of curaua (Ananas erectifolium) and carnauba (Copernicia prunifera) fibers, examining the average diameter, morphological and chemical analyses. The mechanical characterization of the composites was carried out using curaua and carnauba fibers in continuous and aligned distributions through manual production of polyester-fiber composites with 10, 20 and 30%v/v, through tensile, flexural and Charpy impact. From these results, laminated polyester composites were produced for the first time, using hybrid systems with layers of Aramid-Curaua, Aramid-Carnauba and Curaua-Carnauba fabrics, adopting the molding process by cold pressing. All proposed hybrid composites have 30%v/v of fibers and were produced in non-alternating configuration, being submitted to ballistic impact tests considering the level of protection and residual velocity. The ballistic results showed that the Curaua-Carnauba systems were perforated, unlike the Aramid-Curaua and Aramid-Carnauba systems, which were not pierced, which obtained a level I of ballistic protection. In addition, through the residual velocity results, it confirmed the need for fabrics, not blankets, to be used for ballistic applications of these composites. The results are a strong indication of the possible potential of similar hybrid composite solutions.
Palavras-chave: Compósitos híbridos
Fibras lignocelulósicas
Propriedades mecânicas
Blindagem balística
Material sustentável
Hybrid composites
Lignocellulosic fibers
Mechanical characterization
Ballistic shielding
Sustainability
Área de Concentração: USO E TRANSFORMAÇÃO DE RECURSOS NATURAIS
Linha de Pesquisa: ENGENHARIA DE PROCESSOS
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Fonte URI: Disponível na internet via correio eletrônico: bibliotecaitec@ufpa.br
Fonte: 1 CD-ROM
Aparece nas coleções:Teses em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia (Doutorado) - PRODERNA/ITEC

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