Título

COMPÓSITOS DE POLIETILENO DE ULTRA-ALTA MASSA MOLAR E GEOPOLÍMEROS DE ACIARIA DE PANELA PARA APLICAÇÃO BALÍSTICA

COMPOSITES OF ULTRA HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE AND GEOPOLYMER OF STEEL SLAG FOR BALLISTIC APPLICATION

Autoria

Ramos, Flavio James Humberto Tommasini Vieira; Aguiar, Vinícius de Oliveira; Marques, Maria de Fátima Vieira; Tepedino, Bernardo Fernandes; Varela, Matheus Rodrigues; Malheiros, Andrey Luiz Custodio Januario; Goulart, Gustavo Marin; Santos, Luccas Augusto Azamor dos

DOI

10.5151/2594-5327-34418

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Resumo

O POLIETILENO DE ULTRA-ALTA MASSA MOLAR, UHMWPE, É CONSIDERADO UM POLÍMERO DE ENGENHARIA PELO SEU EXCELENTE DESEMPENHO MECÂNICO, RESSALTANDO A SUA ALTA TENACIDADE, SOMADO A SUA BAIXA DENSIDADE, O QUE O TORNA UM MATERIAL VERSÁTIL CUJO INTERESSE INDUSTRIAL ESTÁ EM CRESCIMENTO. DEVIDO A ALGUMAS DESSAS PROPRIEDADES, O UHMWPE É USADO PARA SUBSTITUIÇÃO DE MATERIAIS CLÁSSICOS, COMO METAIS, ESPECIALMENTE SE REFORÇADOS COM FIBRA. POR OUTRO LADO, DENTRE OS RESÍDUOS GERADOS PELA PRODUÇÃO DE FERRO INDUSTRIAL, DESTACA-SE A ESCÓRIA DE ACIARIA DE PANELA. ESTE RESÍDUO NECESSITA DE UMA DESTINAÇÃO E TRATAMENTO CORRETO, POIS DESTINAÇÃO INDEVIDA PODE CAUSAR IMPACTOS SOCIOAMBIENTAIS, DANOS À IMAGEM E MULTAS A EMPRESAS. DURANTE A PESQUISA, FOI OBJETIVADO DESENVOLVER UM MATERIAL A BASE DE UHMWPE QUE SEJA PROCESSÁVEL POR EXTRUSÃO CONVENCIONAL PELA ADIÇÃO DE LUBRIFICANTE DURANTE A EXTRUSÃO, ADIÇÃO DE CARGAS A BASE DE GEOPOLÍMERO DE ESCÓRIA DE ACIARIA DE PANELA E CONVERTEDOR COM INTUITO DE PROMOVER UMA MELHORA DAS PROPRIEDADES MECÂNICAS DO MATERIAL TENDO EM VISTA APLICAÇÃO BALÍSTICA, COM PROPORÇÕES MÁSSICAS DE 5, 10, 20% M/M. AS AMOSTRAS FORAM CARACTERIZADAS POR TERMOGRAVIMETRIA (TGA), ESPECTROMETRIA DE FLUORESCÊNCIA DE RAIOS X POR ENERGIA DISPERSIVA (EDX) E DIFRAÇÃO DE RAIOS X (XRD). OS RESULTADOS MOSTRARAM QUE A MATRIZ DE UHMWPE COM GEOPOLÍMERO APRESENTA UMA MAIOR ESTABILIDADE TÉRMICA E PROPRIEDADES MECÂNICAS SUPERIORES.

 

THE ULTRA-HIGH MOLECULAR WEIGHT POLYETHYLENE, UHMWPE, IS CONSIDERED AN ENGINEERING POLYMER DUE TO ITS EXCELLENT MECHANICAL PERFORMANCE, HIGHLIGHTING ITS HIGH TOUGHNESS, ADDED TO ITS LOW DENSITY, WHICH MAKES IT A VERSATILE MATERIAL WHOSE INTEREST IN THE INDUSTRY IS GROWING. DUE TO SOME OF THESE PROPERTIES, UHMWPE IS USED TO REPLACE CLASSIC MATERIALS, SUCH AS METALS, ESPECIALLY IF REINFORCED WITH FIBER. ON THE OTHER HAND, AMONG THE RESIDUES GENERATED BY THE PRODUCTION OF INDUSTRIAL IRON, THE HIGHLIGHT OF THE SLAG IS STEEL. THIS WASTE REQUIRES PROPER DISPOSAL AND TREATMENT, AS IMPROPER DISPOSAL CAN CAUSE SOCIO-ENVIRONMENTAL IMPACTS, DAMAGE TO THE IMAGE AND FINES TO THE COMPANY. DURING THE RESEARCH, IT WAS AIMED TO DEVELOP A MATERIAL BASED ON UHMWPE THAT IS PROCESSABLE BY CONVENTIONAL EXTRUSION THROUGH THE ADDITION OF LUBRICANT DURING EXTRUSION, ADDITION OF FILLERS BASED ON SLAG AND CONVERTER STEELMAKING SLAG GEOPOLYMER IN ORDER TO PROMOTE AN IMPROVEMENT OF MECHANICAL PROPERTIES OF THE MATERIAL FOR BALLISTIC APPLICATION, WITH MASS PROPORTIONS OF 5, 10, 20% W/W. THE SAMPLES WERE CHARACTERIZED BY THERMOGRAVIMETRY (TGA), X-RAY SPECTROSCOPY (EDX) AND X-RAY DIFFRACTION (XRD). THE RESULTS SHOWED THAT UHMWPE WITH GEOPOLYMER HAS GREATER THERMAL STABILITY AND SUPERIOR MECHANICAL PROPERTIES..

Palavras-chave

UHMWPE, Polietileno, Geopolímero, Aciaria, Extrusão

Composite; Polyamide 9T; Geopolymer; Extrusion; Aerospace