Processamento por infusão a vácuo de compósitos espessos aramida/epóxi e análise do desempenho sob impacto

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Nunes, Stephanie Gonçalves
• Orientador(a): Amico, Sandro Campos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Fibras de aramida; Compósitos
• Palavras-chave em Inglês: Vacuum infusion; Aramid fiber; Thick composites; Impact
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/180659

Em aplicações que requerem solicitações de impacto, compósitos de matriz polimérica reforçados com fibra de aramida se destacam, principalmente em relação aos metais, devido a propriedades como alta resistência e rigidez específicas, que dão origem a sistemas mais leves e de alta performance. Quando voltados para aplicações de impacto, principalmente a alta velocidade, tais compósitos são, em sua maioria, moldados por compressão ou autoclave, a partir de pré-impregnados. No entanto, tais combinações de processamentos e matéria-prima acarretam em estruturas de elevado custo, tornando a infusão a vácuo uma opção atrativa, além de permitir a obtenção de peças grandes e complexas, dimensionalmente acuradas e partes integradas. Porém, a obtenção de um compósito espesso reforçado por fibra de aramida com elevado desempenho ao impacto por tal método de fabricação ainda é um desafio. Neste contexto, este trabalho aborda o efeito da espessura no processamento por infusão a vácuo de compósitos aramida/epóxi e seu desempenho em aplicações que requerem solicitações de impacto (baixa e alta velocidade) Para isso, foram produzidos compósitos com 5, 8, 13, 18, 23 e 28 camadas de aramida e caracterizados por ultrassom C-scan, microscopia ótica, densidade, teor de constituintes, testes mecânicos (flexão, short beam e indentação quase-estática) e cargas de impacto de baixa e alta velocidade (drop-weight e balístico). Todos os compósitos apresentaram boa homogeneidade na distribuição da matriz ao longo do reforço, com um teor de fibra de ≈60%, e valores de resistência short beam elevados (17,3 - 23,6 MPa). A performance sob impacto (baixa e alta velocidade) foi comparável à de compósitos fabricados por compressão ou autoclave, tendo os compósitos a partir de 18 camadas resistido ao projétil 9 mm Luger FMJ e o de 28 camadas resistido ao projétil .357 Magnum FMJ, podendo ser classificados como nível FB2 e FB3, respectivamente, de acordo com a norma europeia EN 1522. Portanto, o processamento de infusão a vácuo mostrou ser uma alternativa adequada para produzir compósitos espessos de aramida/epóxi (até 12 mm), substituindo rotas de processamento mais caras.