Laminados poliuretano termoplástico/aramida : produção e análise de adesão e indentação quase estática

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Silva, Ícaro José de Araújo
• Orientador(a): Amico, Sandro Campos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Compósitos laminados; Poliuretanos; Fibras de aramida; Compósitos termoplásticos
• Palavras-chave em Inglês: Thermoplastic polyurethane; Composite laminates; Aramid; Hot compression; Energy absorption
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/259198

Os compósitos são uma classe de materiais relevantes em estruturas de defesa, como aeronaves, componentes de proteção veicular e pessoal. Eles devem manter a integridade estrutural após danos causados por eventos de impactos que ocorrem em variadas taxas de velocidade e energia. O avanço tecnológico e ascensão dos compósitos termoplásticos, assim como a busca por aumento de propriedades específicas, redução de peso e reciclabilidade tornaram-se mais importantes na última década. Melhoria significativa em resistência aos danos por impacto pode ser obtida pelo uso de poliuretano termoplástico por suas excelentes propriedades adesivas e de impacto. Neste trabalho, filmes de poliuretano termoplástico (TPU) foram processados via extrusão plana para manufatura de laminados termoplásticos por compressão à quente e investigou-se o efeito do teor de TPU na capacidade de absorção de energia de indentação quase-estática (QSI) de laminados reforçados com Kevlar® XPS 307. Configurações variando o percentual de TPU (13%, 30% e 39% em massa) e o número de camadas de Kevlar® (8, 10 e 12) foram produzidas. Foi realizado um estudo prévio para avaliação do efeito dos parâmetros de processamento (temperatura, pressão e tempo), e otimização da adesividade entre os constituintes. A análise morfológica do compósito mostrou que o TPU estava bem distribuído entre as camadas o que contribuiu para adesividade. Resultados de ensaios de t-peel indicaram que os laminados contendo 30% de TPU apresentaram maior adesividade entre camadas em relação às outras configurações. Avaliações mecânicas de tração, cisalhamento e QSI comprovaram que o aumento no teor de TPU causou redução significativa na rigidez do material em tração, bem como na resistência ao cisalhamento. Por outro lado, promoveu tendência de aumento na absorção de energia de penetração pela deformabilidade conferida pela matriz. Análises dinâmico-mecânicas (DMA) comprovaram que a combinação TPU/aramida possui propriedades satisfatórias na aplicação em estruturas sujeitas a impacto, podendo substituir estruturas mais rígidas e densas utilizadas atualmente.