Title

Compósitos Poliméricos Híbridos Reforçados com Fibras Naturais e Sintéticas para Aplicações Estruturais e Balísticas: Uma Revisão

Hybrid Polymer Composites Reinforced with Natural and Synthetic Fibers for Structural and Ballistic Applications: A Review

Authorship

SILVA, DOUGLAS SANTOS; JUNIO, RAÍ FELIPE PEREIRA; MONTEIRO, SERGIO NEVES

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JUNIO, RAÍ FELIPE PEREIRA

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MONTEIRO, SERGIO NEVES

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DOI

10.5151/2594-5327-43105

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Abstract

Os compósitos poliméricos híbridos reforçados com fibras naturais e sintéticas têm despertado crescente interesse na engenharia de materiais devido à possibilidade de combinar elevado desempenho mecânico, redução de massa, menor custo e maior sustentabilidade ambiental. A associação entre fibras lignocelulósicas, como juta, sisal, curauá, bambu e ráfia, e fibras sintéticas de alto desempenho, como vidro, carbono e aramida, permite o desenvolvimento de materiais com propriedades balanceadas para aplicações estruturais e de proteção balística. Este artigo apresenta uma revisão sobre os principais aspectos relacionados ao desenvolvimento desses compósitos, abordando as características das fibras naturais, os mecanismos de hibridização, o comportamento mecânico, térmico e dinâmico-mecânico, além dos mecanismos de absorção de energia em condições de impacto. Também são discutidos desafios associados à interface fibra/matriz, absorção de umidade, variabilidade das fibras naturais, durabilidade e limitações de processamento. Por fim, são apresentadas perspectivas futuras relacionadas ao uso de modelagem computacional, manufatura aditiva e estratégias de otimização de arquitetura híbrida.

Hybrid polymer composites reinforced with natural and synthetic fibers have aroused increasing interest in materials engineering due to the possibility of combining high mechanical performance, mass reduction, lower cost, and greater environmental sustainability. The association between lignocellulosic fibers, such as jute, sisal, curauá, bamboo, and raffia, and high-performance synthetic fibers, such as glass, carbon, and aramid, allows the development of materials with balanced properties for structural and ballistic protection applications. This article presents a review of the main aspects related to the development of these composites, addressing the characteristics of natural fibers, hybridization mechanisms, mechanical, thermal, and dynamic-mechanical behavior, as well as energy absorption mechanisms under impact conditions. Challenges associated with the fiber/matrix interface, moisture absorption, variability of natural fibers, durability, and processing limitations are also discussed. Finally, future perspectives related to the use of computational modeling, additive manufacturing, and hybrid architecture optimization strategies are presented.

Keywords

Compósitos híbridos, Fibras naturais, Fibras sintéticas, Impacto balístico

Hybrid composites, Natural fibers, Synthetic fibers, Ballistic impact