Title

Estudo do comportamento mecânico e balístico de um compósito híbrido carbono/juta em matriz epóxi

Study of the mechanical and ballistic behavior of a carbon/jute hybrid composite in epoxy matrix

Authorship

OLIVEIRA, DANIELA DE LEMOS; CASTRO, ANA LUIZA TAVARES; ROSAS, DANIELLY SATYRO DE ALMEIDA; AZEVEDO, GIOVANA LARA FONTENELE DE; MOURA, ILEANNA IELLY DE ARAÚJO; BENTES, ELIAS MATIAS; MONTEIRO, SERGIO NEVES

OLIVEIRA, DANIELA DE LEMOS

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CASTRO, ANA LUIZA TAVARES

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ROSAS, DANIELLY SATYRO DE ALMEIDA

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AZEVEDO, GIOVANA LARA FONTENELE DE

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MOURA, ILEANNA IELLY DE ARAÚJO

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BENTES, ELIAS MATIAS

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MONTEIRO, SERGIO NEVES

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DOI

10.5151/2594-4711-43424

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Abstract

A necessidade de equilibrar alta eficiência na absorção de energia, redução de peso e sustentabilidade tem orientado o desenvolvimento de novos materiais voltados à proteção balística. Nesse cenário, os compósitos híbridos de matriz epoxídica destacam-se pela capacidade de integrar a elevada resistência mecânica da fibra de carbono à versatilidade e ao baixo custo das fibras lignocelulósicas naturais (FNLs), especificamente juta. Este trabalho propõe uma investigação do desempenho desses materiais, considerando que o uso de FNLs, embora vantajoso do ponto de vista econômico e ambiental, requer tratamentos superficiais específicos para mitigar sua hidrofilicidade e garantir a adesão à matriz. A metodologia consiste na realização de ensaios de impacto balístico em seis configurações distintas de empilhamento para a determinação da velocidade residual, além de ensaios mecânicos em três variações estruturais. Essa abordagem visa validar a substituição parcial de reforços sintéticos por fibras naturais, buscando estabelecer um equilíbrio otimizado entre performance técnica, viabilidade socioeconômica e mitigação de impactos ambientais. Espera-se que este estudo contribua para o avanço de soluções de blindagem que unam alta performance estrutural e sustentabilidade.

The need to balance high energy absorption efficiency, weight reduction, and sustainability has guided the development of new materials for ballistic protection. In this scenario, hybrid epoxy matrix composites stand out for their ability to integrate the high mechanical strength of carbon fiber with the versatility and low cost of natural lignocellulosic fibers (NLFs), specifically jute. This study proposes an investigation into the performance of these materials, considering that the use of NLFs, while economically and environmentally advantageous, requires specific surface treatments to mitigate hydrophilicity and ensure matrix adhesion. The methodology consists of ballistic impact tests in six different stacking configurations to determine residual velocity, alongside mechanical tests in three structural variations. This approach aims to validate the partial replacement of synthetic reinforcements with natural fibers, seeking to establish an optimized balance between technical performance, socioeconomic viability, and environmental impact mitigation. This study is expected to contribute to the advancement of armor solutions that combine high structural performance with industrial sustainability.

Keywords

Compósitos híbridos, Ensaio balístico, Blindagem, Engenharia de Materiais

Hybrid composites, Ballistic test, Armor, Materials engineering