Título

CARACTERIZAÇÃO BALÍSTICA DE COMPÓSITOS POLIMÉRICOS REFORÇADOS COM TECIDO SISAL E ÓXIDO DE GRAFENO

BALLISTIC CHARACTERIZATION OF POLYMER COMPOSITES REINFORCED WITH SISAL TISSUE AND GRAPHENE OXIDE

Autoria

Monteiro, Ana Carolina Accioly; Costa, Ulisses Oliveira; Garcia Filho, Fabio Costa; Oliveira, Michelle Souza; Nascimento, Lucio Fabio Cassiano

DOI

10.5151/2594-5327-39705

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Resumo

O objetivo deste estudo foi investigar como o número de camadas e a adição de óxido de grafeno (GO) afetam placas feitas de uma combinação de resina epóxi e tecido de sisal. Os resultados dos testes balísticos mostram que o número de camadas de tecido de sisal usado nos compósitos não tem impacto significativo na eficiência balística da placa quantidades superiores a 4 camadas. Com base na amostra de melhor desempenho com 5 camadas, novas placas compostas foram produzidas adicionando várias composições de GO à resina epóxi. Os compósitos resultantes foram caracterizados dinamicamente por ensaio de velocidade residual, e os resultados de energia de absorção foram consistentes com estudos anteriores, demonstrando mecanismos clássicos de fratura, como fratura frágil da matriz epóxi e delaminação das camadas de fibra. No entanto, os compósitos com GO mostraram um mecanismo adicional de resistência a propagação de trincas. Notavelmente, a adição de GO à matriz resultou em um aumento significativo na absorção de energia de impacto e na velocidade limite, com a amostra contendo 0,25% de GO atingindo o nível I para capacetes balísticos de acordo com NIJ NILECJ-STD-0106.00.

 

The purpose of this study was to investigate how the number of layers and the addition of graphene oxide (GO) influence plates made from a combination of epoxy resin and sisal fabric. The results of ballistic tests revealed that the number of sisal fabric layers used in the composites does not significantly affect the plate’s ballistic efficiency in quantities greater than four layers. Based on the best-performing sample with five layers, new composite boards were produced by adding various GO compositions to the epoxy resin. The resulting composites were dynamically characterized through residual velocity testing, and the energy absorption results were consistent with previous studies, demonstrating classic fracture mechanisms such as brittle fracture of the epoxy matrix and delamination of the fiber layers. However, composites with GO showed an additional mechanism of resistance to crack propagation. Importantly, the addition of GO to the matrix resulted in a significant increase in impact energy absorption and limiting velocity, with the sample containing 0.25% GO achieving level I for ballistic helmets according to NIJ NILECJ-STD-0106.00.

Palavras-chave

Comportamento balístico; Compósito; Sisal; Óxido de grafeno.

Ballistic behavior; Composite; Sisal; Graphene oxide.