Title

ANÁLISE DE COMPÓSITO HÍBRIDO DE TECIDOS DE SISAL E DE ARAMIDA EM MATRIZ EPÓXI COMO REFORÇO BALÍSTICO

ANALYSIS OF HYBRID COMPOSITE OF SISAL AND ARAMID FABRICS IN EPOXY MATRIX FOR BALLISTIC REINFORCEMENT

Authorship

SOUSA, LAURA SETTI DE; FAVALESSA, ANDRE LEONARDI; CASTRO, BERNARDO PEREIRA PINTO DE; GALVAO, EDUARDO DE AMARIZ; ANDRADE, GUILHERME GRECO DE; MANETTI, JOAO PEDRO BIAZON; PEREIRA, JOAO VITOR MODESTO; RIBEIRO, LUIZ AUGUSTO SANTOS; MONTEIRO, SERGIO NEVES

SOUSA, LAURA SETTI DE

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FAVALESSA, ANDRE LEONARDI

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GALVAO, EDUARDO DE AMARIZ

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MANETTI, JOAO PEDRO BIAZON

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PEREIRA, JOAO VITOR MODESTO

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RIBEIRO, LUIZ AUGUSTO SANTOS

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DOI

10.5151/2594-5327-41552

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Abstract

O CENáRIO HODIERNO IMPELE O INTERESSE PELO DESENVOLVIMENTO DE COLETES BALíSTICOS. A EVOLUçãO NA áREA RESULTOU NA PRODUçãO DE COLETES UTILIZANDO FIBRAS SINTéTICAS DE ALTO DESEMPENHO, COMO KEVLAR® E DYNEEMA®. ESSES MATERIAIS, ENTRETANTO, APRESENTAM ALTO CUSTO E SãO UM DESAFIO NO âMBITO AMBIENTAL. AS FIBRAS NATURAIS, COMO O SISAL, SURGEM COMO ALTERNATIVA SUSTENTáVEL DEVIDO àS SUAS CARACTERíSTICAS SINGULARES. NO ENTANTO, SUA INTRíNSECA HETEROGENEIDADE IMPõE DESAFIOS CONSIDERáVEIS à CONFIABILIDADE, PARTICULARMENTE EM APLICAçõES BALíSTICAS. PROPôS-SE, PORTANTO, A COMBINAçãO DE FIBRAS SINTéTICAS E NATURAIS EM UM COMPóSITO HíBRIDO, A FIM DE EQUILIBRAR ELEVADO DESEMPENHO BALíSTICO E BAIXO CUSTO. AS PROPRIEDADES DE UM COMPóSITO PODEM VARIAR DE ACORDO COM A CONFIGURAçãO DAS CAMADAS DE REFORçO, ASSIM, O PRESENTE ESTUDO BUSCOU AVALIAR CINCO DIFERENTES SEQUêNCIAS DE EMPILHAMENTO DE CAMADAS DE TECIDO DE SISAL E DE ARAMIDA EM UM COMPóSITO HíBRIDO DE MATRIZ EPóXI, ATRAVéS DE ENSAIOS DE VELOCIDADE RESIDUAL. CONSTATOU-SE QUE AS AMOSTRAS INTEIRAMENTE DE SISAL APRESENTARAM A MAIOR ENERGIA ABSORVIDA ESPECíFICA EM FUNçãO DA ESPESSURA (143,06 J/CM), PROMOVENDO UMA ECONOMIA DE 93,4% EM RELAçãO AO COMPóSITO FABRICADO APENAS POR ARAMIDA. ALéM DISSO, VERIFICOU-SE QUE AMOSTRAS HíBRIDAS PERFORMAM MELHOR QUE AS AMOSTRAS INTEIRAMENTE COMPOSTAS POR ARAMIDA, ISTO é, A INSERçãO DE SISAL NO COMPóSITO NãO REDUZ O DESEMPENHO BALíSTICO.

THE CURRENT SCENARIO DRIVES INTEREST IN THE DEVELOPMENT OF BALLISTIC VESTS. ADVANCES IN THE FIELD HAVE RESULTED IN THE PRODUCTION OF VESTS USING HIGH-PERFORMANCE SYNTHETIC FIBERS SUCH AS KEVLAR® AND DYNEEMA®. THESE MATERIALS, HOWEVER, ARE COSTLY AND PRESENT ENVIRONMENTAL CHALLENGES. NATURAL FIBERS, SUCH AS SISAL, EMERGE AS A SUSTAINABLE ALTERNATIVE DUE TO THEIR UNIQUE CHARACTERISTICS. HOWEVER, THEIR INHERENT HETEROGENEITY POSES CONSIDERABLE CHALLENGES TO RELIABILITY, PARTICULARLY IN BALLISTIC APPLICATIONS. THEREFORE, IT HAS BEEN PROPOSED TO COMBINE SYNTHETIC AND NATURAL FIBERS IN A HYBRID COMPOSITE TO BALANCE HIGH BALLISTIC PERFORMANCE AND LOW COST. THE PROPERTIES OF A COMPOSITE CAN VARY ACCORDING TO THE CONFIGURATION OF THE REINFORCEMENT LAYERS, THUS, THE PRESENT STUDY SOUGHT TO EVALUATE FIVE DIFFERENT STACKING SEQUENCES OF SISAL AND ARAMID FABRIC LAYERS IN AN EPOXY MATRIX HYBRID COMPOSITE THROUGH RESIDUAL VELOCITY TESTS. IT WAS FOUND THAT SAMPLES MADE ENTIRELY OF SISAL PRESENTED THE HIGHEST SPECIFIC ENERGY ABSORPTION IN RELATION TO THICKNESS (143.06 J/CM), PROMOTING A COST SAVING OF 93,4% COMPARED TO THE COMPOSITE MADE ONLY OF ARAMID. FURTHERMORE, IT WAS ALSO FOUND THAT HYBRID SAMPLES PERFORM BETTER THAN SAMPLES COMPOSED ENTIRELY OF ARAMID, MEANING THAT THE INCLUSION OF SISAL IN THE COMPOSITE DOES NOT REDUCE BALLISTIC PERFORMANCE.

Keywords

Fibras sintéticas; Sisal; Compósito híbrido.

Synthetic fibers; Sisal; Hybrid composite; Ballistic performance.