Compósitos multiescala de fibras de poliaramida com nanoaditivos de carbono para aplicações em impacto e eletromagnéticas - Cougo, Christian Matheus dos Santos (2018)
A demanda por materiais com propriedades mecânicas aprimoradas, mais leves e capazes de desempenhar mais de uma função ao mesmo tempo, tem crescido durante os últimos anos, principalmente nos setores militar, aeroespacial e de telecomunicações. Para obter a combinação destas características em um único material, faz-se necessário a utilização de um compósito, combinando propriedades de reforços fibrosos e outras cargas juntamente com uma matriz. Este trabalho visa estudar a utilização de compósitos multiescala, produzidos com resina epóxi, fibras de poliaramida (Kevlar) e nanocargas de carbono: nanotubos de carbono e nanoplaquetas de grafite, para desenvolvimento de materiais resistentes ao impacto em alta velocidade e com características de absorção de radiação eletromagnética. Foram produzidos laminados por dispersão das nanocargas na resina e deposição das nanocargas diretamente sobre o tecido para posterior processo de infusão. Os compósitos resultantes foram avaliados em ensaios de impacto em ensaios de drop weight (baixa velocidade), balísticos (alta velocidade) e com relação às suas propriedades eletromagnéticas em ensaio de Arco NRL e guia de ondas. Os resultados mostram que a adição das nanocargas foi bem-sucedida pelo processo de deposição direta no tecido. A concentração de 2% em massa de fibra de nanopartículas combinadas apresentou mais de 90% de absorção da radiação em uma estreita faixa de frequência, mas a concentração de 1%, quando distribuída de maneira crescente através das camadas foi a mais consistente nos resultados de absorção. Para os ensaios de impacto, o acréscimo de 1% com gradiente de concentração entre as camadas também apresentou melhores resultados, enquanto que a adição acima disso de nanocargas causou decréscimo nas propriedades. Conclui-se que para obter o melhor resultado nas duas aplicações, o uso das nanopartículas distribuídas com um gradiente crescente de concentração foi a mais efetiva.