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[TECNOLOGIA DOS MATERIAIS] Materiais Compósitos - Aramidas

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by

Breno Pimenta

on 23 November 2015

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Transcript of [TECNOLOGIA DOS MATERIAIS] Materiais Compósitos - Aramidas

ARAMIDAS
ARAMIDAS
UTILIZAÇÃO
Breno Pimenta, Igor Samuel, Mateus Gomes,
Matheus Cunha, Pietro Tanure
COMPÓSITOS
O QUE SÃO COMPÓSITOS
Dois ou mais materiais combinados, quimicamente diferentes

Princípio da ação combinada

Constituídos pela fase matriz e pela fase dispersa.
TIPOS
PRODUÇÃO
PROPRIEDADES
COMPÓSITOS NATURAIS
Osso: Colágeno combinado com apatida

Madeira: Fibras de celulose envolvidas com lignina
ESQUI MODERNO
FASE MATRIZ E FASE DISPERSA
Poliamidas aromáticas
Fibras sintéticas fortes resistentes ao calor
85% das ligações de amidas estão ligadas a dois aneis aromáticos
fibra + matriz = compósito
Pelo princípio da ação combina-da, haverá uma união benéfica das propriedades das duas fases que constituem o material.
FIBRA ARAMIDA
COMPÓSITOS
REFORÇADOS COM PARTÍCULAS
Partículas grandes: a matriz transfere parte da tensão pa-ra as particulas, que são mais duras que a própria matriz.

Partículas dispersas: particu-las impedem o movimento de discordâncias.
EXEMPLO DE REFORÇADOS COM PARTÍCULAS GRANDES
Concreto
Matriz: Cimento
Partículas: Brita e areia
COMPÓSITOS
REFORÇADOS COM FIBRAS
Existem dois tipos de aramidas:
As fibras são a fase dispersa dos compósitos.

São os mais avançados tecnologica-mente.

As matrizes podem ser: polimétricas, cerâmicas, metálica
FIBRAS DE CARBONO
Matém módulos de tração e resistência em altas temperaturas.
Processo de fabicação barato.
Em temperatura ambiente não são afetadas pela umidade, por bases e ácidos.

ORIENTAÇÃO DAS FIBRAS
(a) Contínuas e alinhadas
(b) Descontínuas e alinhadas
(c) Descontínuas e orientadas aleatoriamente
Produzidas em laboratório.
As cadeias poliméricas aromáticas de poliamidas são produzidas através de extrusão em uma solução de ácido sulfúrico.
O resultado final é uma estrutura que consiste em grupos de cadeias poliméricas alinhadas e cristalinas
DE MODO GERAL
PRODUÇÃO
PARA-ARAMIDAS
META-ARAMIDAS
São produzidas através da reação entre o para-fenilenodiamina (PPD) e o cloreto de tereftaloílo fundido.
O polímero resultante é lavado, filtrado e dissolvido em ácido sulfúrico concentrado e é submetido à extrusão através de fieiras
São produzidas a partir da reação de m-fenilenodiamina e cloreto de isoftaloilo
A solução é seca, fiada através de fieiras. O restante solvente é evaporado, o filamento é lavado e enrolado num reboque, aquecida, e, se estende em rolos a uma temperatura de 150 °C.
UTILIZAÇÃO
TIPOS
PROPRIEDADES
META-ARAMIDAS
Se diferenciam das para-aramidas por possuírem:

Grande resistência à tensões e correntes elétricas elevada
Baixo módulo de deformação elástica
Excelente resistência às altas temperaturas e ao contato direto com o fogo
A meta-aramida mais conhecida é a Nomex, feita pela Dupont em 1961

PARA-ARAMIDAS
Se diferenciam das meta-aramidas por possuírem:
Excelente resistência à tensão
Alto módulo de deformação elástica
Alta tenacidade
Algumas para-aramidas conhecidas são: Heracron, a Twaron, a Technora e o Kevlar

FIBRA DE ARAMIDA
Traje isolante térmico
Luva
industrial

COLETE A PROVA DE BALAS
TURBINAS
BARCOS
ABRIGO CONTRA TORNADOS
ROUPA DE BOMBEIRO
CHASSI DE VEÍCULOS
E TRAJE DE CORRIDA
LUVAS DE PROTEÇÃO
Funcionamento semelhante à cama elástica, absorve o impacto, além de ser bastante leve
Evita danos caso esta exploda, e atua como isolante termico
Confere bastante resistência e durabilidade, em comparação à madeira e à fibra de vidro.
Feito de Kevlar comum, semelhante a borracha
Variações do Kevlar, resiste às altas temperaturas por muito tempo.
Protegem o piloto em caso de acidente.
Feitas com Nomex, resistem a cortes e altas temperaturas.
PULTRUSÃO
Após as reações químicas, as fibras passam pelo processo de pultrusão.

Esse é um processo contínuo de fabricação de perfis lineares de seção transveral constante.

Durante o processo o reforço de fibras é puxado através de um banho de resina termoendurecida e um molde, é tracionado e cortado formando produto final.
PROPRIEDADES MECÂNICAS
Alto módulo de Young
Alta tenacidade
Resistente ao cisalhamento
Resistente à abrasão
PROPRIEDADES TÉRMICAS
Boa resistência a altas temperaturas
Mantém a sua força e resistência quando descemos até temperaturas criogênicas
Excelente isolante térmico

PROPRIEDADES QUÍMICAS
Boa resistência aos solventes orgânicos
Difícil de tingir
Sensível a ácidos, sais e radiações UV

CARACTERÍSTICAS DOS DIFERENTES
TIPOS DE KEVLAR
Kevlar 29:
Fibra flexível
Resistente a impactos
Não se funde e suporta temperaturas insuportáveis para o corpo humano
Não incandesce

Kevlar 49
Apresenta a maior resistência à tração de todas as aramidas, amplamente usado em cabeamentos diversos.

Kevlar K129
Alta tenacidade e aplicações balísticas.
Gráfico Tensão x Deformação de um compósitoreforçado com aramida
Tabela comparativa entre os principais materais utilizados como reforços
Aramida é mais leve
Aramida possui maior limite a tração
Aramida possui maior resistência específica
Aramida possui menor módulo de eslasticidade
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