Desenvolvimento de esponjas de proteção

• Autor(a) principal: Dinis, Tânia Catarina Santos
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/9232
• topic: Fluidos reoespessantes; Polipropileno Glicol; Sílica fumada; Esponjas; Microcanais; Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD)

Os fluidos reoespessantes (STF) são um tipo de fluido que aumenta a sua viscosidade quando é submetido a uma determinada força exterior, sendo uma das suas potenciais aplicações o desenvolvimento de compósitos absorvedores de energia de impacto. O objectivo principal deste trabalho consistiu em esclarecer e compreender o mecanismo de absorção de energia de materiais porosos quando são preenchidos com fluidos reoespessantes. Para esse fim, desenvolveram-se espumas protetoras baseadas em esponjas de maquilhagem preenchidas a 25% de STF do seu volume vazio. O fluido utilizado consiste numa suspensão de partículas de sílica fumada (SiO2), com diâmetro compreendido entre 200 e 300 [μm], em polipropileno glicol (PPG) (Mw=400 [g/mol]) a três concentrações diferentes: 5%, 10% e 15% [w/w]. Numa primeira fase, realizaram-se estudos de reometria de corte e obtiveram-se as curvas de viscosidades destes fluidos sendo que o comportamento reoespessante é maior quanto maior a concentração de SiO2. Seguidamente, foram realizados testes de impacto nas esponjas reticuladas que permitiram confirmar que a energia dissipada no impacto é maior quando preenchidas com o fluido de 15% [w/w] de partículas de sílica. Numa segunda fase, desenvolveram-se por intermédio da técnica de Xurografia suave, microcanais consistindo numa expansão/contração/expansão com diferentes dimensões, de forma a simular os diversos tipos de poros. Por intermédio de um sensor foram medidas as quedas de pressão devidas ao escoamento do fluido reoespessante no interior da esponja, com o intuito de as relacionar com a energia dissipada. Finalmente, foram realizadas simulações numéricas para comparar os resultados das quedas de pressão ao longo dos microcanais com os valores experimentais.