Publicação
Desenvolvimento de estruturas fibrosas com comportamento auxético
| Resumo: | Os materiais auxéticos diferenciam-se dos convencionais por apresentarem como característica principal, o coeficiente de Poisson negativo. Consequentemente, possuem um comportamento incomum: quando tensionados longitudinalmente aumentam a sua seção transversal. Este comportamento faz com que sejam interessantes em diversas áreas de aplicação onde a absorção de energia de impacto e as resistências ao corte, perfuração e abrasão sejam fatores determinantes, incluindo: vestuário de proteção em diversos domínios, material militar, materiais balísticos, isolamentos acústicos, sistemas de proteção contra explosivos, entre outros. O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de estruturas fibrosas de alto desempenho com comportamento auxético, a partir da tecnologia de produção de malhas de trama. Para isso, foi estudada a influência da composição do material, do comprimento de laçada e da tensão de tiragem sobre o coeficiente de Poisson negativo de malhas produzidas a partir de para-aramida, poliamida de alta tenacidade e híbridas. Foram também estabelecidas as correlações entre o efeito auxético das malhas produzidas e os parâmetros estudados: fator de cobertura, densidade de fileiras e colunas, espessura e resistência à tração. Outro aspeto importante abordado nesta tese foi a possibilidade de aplicação das estruturas têxteis auxéticas como camada de absorção de energia em vestuário de proteção ao corte, especificadamente para utilizadores de motosserra. Foi ainda estudado a combinação entre estruturas fibrosas auxéticas baseadas em malha de trama e matrizes poliméricas de poliéster e epóxida. Neste sentido, pretendeu-se investigar a transferência da característica auxética das malhas para os materiais compósitos por elas reforçados. Os resultados obtidos evidenciaram que a tensão de tiragem, o comprimento da laçada, bem como o tipo de matéria-prima utilizada possuem influência marcante nos valores do coeficiente de Poisson negativo das malhas desenvolvidas. Verificou-se, ainda, que a aplicação das malhas auxéticas demonstrou grande potencialidade na proteção ao corte quando comparadas com estruturas convencionais. Além disso, foi possível a transferência do efeito auxético obtido nas malhas aos compósitos desenvolvidos, tanto com a resina epóxida quanto com a de poliéster. Desta forma, este trabalho procurou contribuir para o avanço do conhecimento sobre produção, ensaio e comportamento de estruturas fibrosas auxéticas baseadas em malhas de trama, demonstrando que a exploração científica destes novos materiais pode proporcionar a obtenção de produtos têxteis diferenciados para os diversos campos industriais, especificamente para a área de proteção. |
|---|---|
| Autores principais: | Steffens, Fernanda |
| Assunto: | Malhas de trama Coeficiente de poisson negativo Comportamento auxético Material compósito Weft knitted fabric Negative Poisson ratio Auxetic behaviour Composite material |
| Ano: | 2015 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | tese de doutoramento |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade do Minho |
| Idioma: | português |
| Origem: | RepositóriUM - Universidade do Minho |
| Resumo: | Os materiais auxéticos diferenciam-se dos convencionais por apresentarem como característica principal, o coeficiente de Poisson negativo. Consequentemente, possuem um comportamento incomum: quando tensionados longitudinalmente aumentam a sua seção transversal. Este comportamento faz com que sejam interessantes em diversas áreas de aplicação onde a absorção de energia de impacto e as resistências ao corte, perfuração e abrasão sejam fatores determinantes, incluindo: vestuário de proteção em diversos domínios, material militar, materiais balísticos, isolamentos acústicos, sistemas de proteção contra explosivos, entre outros. O objetivo principal deste trabalho é o desenvolvimento de estruturas fibrosas de alto desempenho com comportamento auxético, a partir da tecnologia de produção de malhas de trama. Para isso, foi estudada a influência da composição do material, do comprimento de laçada e da tensão de tiragem sobre o coeficiente de Poisson negativo de malhas produzidas a partir de para-aramida, poliamida de alta tenacidade e híbridas. Foram também estabelecidas as correlações entre o efeito auxético das malhas produzidas e os parâmetros estudados: fator de cobertura, densidade de fileiras e colunas, espessura e resistência à tração. Outro aspeto importante abordado nesta tese foi a possibilidade de aplicação das estruturas têxteis auxéticas como camada de absorção de energia em vestuário de proteção ao corte, especificadamente para utilizadores de motosserra. Foi ainda estudado a combinação entre estruturas fibrosas auxéticas baseadas em malha de trama e matrizes poliméricas de poliéster e epóxida. Neste sentido, pretendeu-se investigar a transferência da característica auxética das malhas para os materiais compósitos por elas reforçados. Os resultados obtidos evidenciaram que a tensão de tiragem, o comprimento da laçada, bem como o tipo de matéria-prima utilizada possuem influência marcante nos valores do coeficiente de Poisson negativo das malhas desenvolvidas. Verificou-se, ainda, que a aplicação das malhas auxéticas demonstrou grande potencialidade na proteção ao corte quando comparadas com estruturas convencionais. Além disso, foi possível a transferência do efeito auxético obtido nas malhas aos compósitos desenvolvidos, tanto com a resina epóxida quanto com a de poliéster. Desta forma, este trabalho procurou contribuir para o avanço do conhecimento sobre produção, ensaio e comportamento de estruturas fibrosas auxéticas baseadas em malhas de trama, demonstrando que a exploração científica destes novos materiais pode proporcionar a obtenção de produtos têxteis diferenciados para os diversos campos industriais, especificamente para a área de proteção. |
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