Os materiais compósitos possibilitam a melhoria das propriedades mecânicas dos materiais associados a menores densidades favorecendo a proteção pessoal, de veículos e aeronaves militares. A poliaramida apresenta como vantagens, melhora nas propriedades mecânicas e térmicas do compósito, elevando o grau de dureza e impacto em desempenho balístico. Porém, as fibras de aramidas apresentam uma superfície química inerte e lisa que dificulta a interação com as resinas termorrígidas, criando consequentemente uma fraca adesão interfacial entre as fibras e a matriz. Assim, o objetivo deste trabalho é o tratamento superficial da fibra de aramida, para melhorar a reatividade da superfície das fibras, e a adesão interfacial entre a fibra e a matriz. Compósitos de aramida e resina éster-vinílica foram preparados por moldagem por compressão, e o tratamento superficial das fibras foi realizado com a ligação C-F e constatado a presença de ~ 2,5% de flúor (em massa) (dado qualitativo). Como resultados, os compósitos contendo fibras tratadas apresentaram menor teor de vazios (0,33 ± 0,36%) em relação aos compósitos de fibras não tratadas (4,67 ± 1,14%). Para os compósitos de fibras tratadas, também foram obtidos resultados inferiores de resistência à tração, resistência ao impacto, fator de amortecimento e fator de adesão, e resultados superiores para módulo de elasticidade, temperatura de transição vítrea, módulo de armazenamento e módulo de perda. Para o teste de Barra Hopkinson, foi observado que os compósitos de aramida tratada tornaram-se mais frágeis à medida que a taxa de deformação foi aumentada, diminuindo a absorção de energia com o aumento da deformação. Concluiu-se que o compósito de fibras tratadas apresentou maior adesão entre fibras e matriz, resultando em menor teor de vazios, maior rigidez, dissipação de energia, menor movimentação nos segmentos de cadeia e maior temperatura de transição vítrea. Porém, o tratamento das fibras tornou o compósito mais frágil, resultando na diminuição das propriedades de resistência ao impacto balístico em relação ao compósitos de fibras não tratadas. / Submitted by Paula Leal (pffleal@ucs.br) on 2017-12-12T13:10:21Z
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Previous issue date: 2017 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / The use of composite materials enables the improvement of the materials mechanical properties associated with lower densities favoring protection of personnel, military vehicles and aircrafts. The advantages of polyaramid are the improvement of the mechanical and physical properties, and a high degree of hardness and ballistic performance. However, the aramid fibers have an inert and smooth chemical surface, which hinders interaction with the thermosetting resins, resulting in a weak interfacial adhesion between fibers and matrix. Thus, the aim of this study is to perform surface treatment of aramid in order to improve surface reactivity of the fibers to improve interfacial adhesion between fibers and matrix. Aramid Kevlar® and vinyl-ester composites were molded by compression molding, and the fibers surface treatment occurred by the deposition of ~ 2,5% of fluorine (in mass) (qualitative data). The treated fibers composite showed lower voids content (0,33 ± 0,36%) in relation to the untreated fibers composite (4,67 ± 1,14%). Furthermore, inferior results of tensile strength, impact strength, damping factor and adhesion factor were obtained for the treated fibers composite, along with superior results for modulus of elasticity, glass transition temperature, storage modulus and loss modulus. For the Hopkinson Bar test, it was observed that the aramid composites became weaker as the deformation rate was increased, which decreased energy absorption with the increased deformation. It was concluded that the treated fiber composite showed a higher adhesion between fibers and matrix, resulting in lower voids content, higher stiffness, energy dissipation, lower chain segment movement and higher glass transition temperature. However, the treatment of the fibers made the composite more fragile, resulting in the decrease of the properties of resistance to ballistic impact in relation to the composites of untreated fibers.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:vkali40.ucs.br:11338/3375 |
| Date | 29 November 2017 |
| Creators | Wirti, Marilu |
| Contributors | Botelho, Edson Cocchieri, Poletto, Matheus, Santos, Venina dos, Zattera, Ademir José |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UCS, instname:Universidade de Caxias do Sul, instacron:UCS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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