Title

AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO DE UM COMPÓSITO EPÓXI / FIBRA DE VIDRO: EFEITO DA ENERGIA DE IMPACTO BALÍSTICO

PERFORMANCE EVALUATION OF AN EPOXI / FIBERGLASS COMPOSITE: EFFECT OF BALLISTIC IMPACT ENERGY

Authorship

Weber, Ricardo Pondé; Suarez, João Carlos Miguez

Weber, Ricardo Pondé

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Suarez, João Carlos Miguez

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DOI

10.5151/2594-5327-21288

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Abstract

Blindagem balística é todo material ou sistema projetado especialmente para proteger pessoas e/ou veículos do impacto de projéteis e a chamada “blindagem rígida” é a formada por camadas de tecido ou de não tecido unidas por um polímero. Tecidos produzidos a partir de fibras de vidro ou de poliamidavêm sendo empregados, desde a 2ª GM, na fabricação de proteções balísticas. Os tecidos mais empregadosatualmente, devido terem baixa densidade e alta tenacidade,são os fabricados com fibras de poliaramida e/ou de polietileno de ultra alto peso molecular (UHMWPE). Todavia, face ao menor custo, boas propriedades e disponibilidade, as fibras de vidrocontinuam sendo utilizadas embora em uma menor escala. As resinas epoxídicas têm se destacado como um material que encontra aplicação em diversos segmentos tecnológicos, tais como, pinturas, adesivos e em compósitos estruturais nas indústrias de construção, eletrônica, aeroespacial e de armamento. No presente trabalho foi estudado um compósito de matriz polimérica projetado como blindagem Classe II. O compósito foi produzido por empilhamento manual e prensagem à quente de camadas de tecido em tela de fibra de vidro tipo Eimpregnadas com uma mistura de resinas epóxi. As placas compósitas foram caracterizadas por meio de ensaios mecânicos (dureza, tração e flexão) e submetido a ensaios balísticos com munição 9 mm e .357”. Os danos produzidos pelos impactos balísticos foram avaliados pela ocorrência ou não de penetração e pela área dos danos produzidos no impacto balístico com o auxílio de um programa computacional para a medição de áreas. Os resultados obtidos mostraram que o processo de produção utilizado permitiu a obtenção de um material com propriedades adequadas para ser empregado como blindagem balística Classe II e que ocorre delaminação absorvendo parte da energia de impacto. Verificou-se, ainda, que quanto maior a energia de impacto, maior a área média de danos, reduzindo o desempenho balístico do compósito. Estes resultados são apresentados e discutidos.

Armor is a material specially designed to protect personal or vehicles from projectile impact. A hard armor is manufactured with woven or non-woven layers impregnated with a polymer. Fabrics of fiberglass and polyamide have been produced, since the 2nd War, as armor. At present days the more used fabrics are produced with polyaramide or ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) fibers. However, fiberglass, due low cost, good properties and disposability, continue being used in specific applications. Epoxy resins are a very important polymeric material and have important applications in several technological branches such as surface coatings, adhesives and structural composites in civil construction, electronic, aerospace and ordnance industries. In the present work a polymer matrix composite designed as Class II armor was studied. The composite was manufactured by hand lay-up and hot pressing of fiberglass type E plain weave fabric layers impregnated with an epoxy mixture. The composite plates were characterized through mechanical test (hardness, tensile and flexure) and ballistic tested with 9 mm and .357” ammunition. The damage produced by the ballistic impact was evaluated by occurrence of penetration or not and by the damage area of ballistic shot using a computational program used in area measurements. The tests results showed that the used production process was adequate to manufacture as Class II armor and that delamination absorb part of ballistic energy. It is observed that as higher is the impact energy, higher is the average damage area, lowering the composite ballistic performance. These results are presented and discussed.

Keywords

Fibra de vidro; Resina epóxi; Blindagem balística; Propriedades mecânicas; Impacto balístico.

Fiberglass; Epoxy; Armor; Mechanical properties; Ballistic impact.