Desenvolvimento de Fios de Microfibrilas de Celulose em Matriz de Alginato para Confecção de Placas Balísticas
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Data de Publicação: | 2024 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) |
Texto Completo: | http://repositorio.ufes.br/handle/10/17414 |
Resumo: | Due to the versatility of applications and the need for environmentally friendlier products, nanocellulosic materials (CNM) emerge as an option. In this context, the present study aimed to produce a CNM fiber using an alginate matrix for use in the manufacturing of ballistic plates. Fibers with an alginate matrix reinforced with microfibrillated cellulose (MFC), cellulose nanocrystals (CNC), and both together were produced at different concentrations. These were characterized through Fouriertransform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetry (TG), X-ray diffraction (XRD), density, water absorption, scanning electron microscopy (SEM), and tensile mechanical testing. The fiber with a 4.5% concentration of MFC was selected for the production of composites, serving as reinforcement in an epoxy matrix at concentrations of 0, 10, 20, and 30%. These composites were qualified through FTIR, TG, XRD, SEM, flexural and tensile mechanical testing, Charpy impact testing, and ballistic testing. The C30 composite was considered the best option as it absorbed the highest amount of energy without shattering, making it capable of absorbing multiple shots. |
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83Oliveira, Michel Picançohttps://orcid.org/0000-0001-9241-0194http://lattes.cnpq.br/6383844066460475Moulin, Jordão Cabralhttps://orcid.org/0000-0002-5543-3853http://lattes.cnpq.br/3577181658928552Mulin, Lucas Bragahttps://orcid.org/0000-0003-4816-5683http://lattes.cnpq.br/9527122560630307Silva, Danillo Wiskyhttps://orcid.org/0000-0003-4330-6934http://lattes.cnpq.br/0273926630327284Mendonça, Maressa Carvalhohttps://orcid.org/0000-0001-7532-7794http://lattes.cnpq.br/74369525749185432024-06-20T11:09:31Z2024-06-20T11:09:31Z2024-02-21Due to the versatility of applications and the need for environmentally friendlier products, nanocellulosic materials (CNM) emerge as an option. In this context, the present study aimed to produce a CNM fiber using an alginate matrix for use in the manufacturing of ballistic plates. Fibers with an alginate matrix reinforced with microfibrillated cellulose (MFC), cellulose nanocrystals (CNC), and both together were produced at different concentrations. These were characterized through Fouriertransform infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetry (TG), X-ray diffraction (XRD), density, water absorption, scanning electron microscopy (SEM), and tensile mechanical testing. The fiber with a 4.5% concentration of MFC was selected for the production of composites, serving as reinforcement in an epoxy matrix at concentrations of 0, 10, 20, and 30%. These composites were qualified through FTIR, TG, XRD, SEM, flexural and tensile mechanical testing, Charpy impact testing, and ballistic testing. The C30 composite was considered the best option as it absorbed the highest amount of energy without shattering, making it capable of absorbing multiple shots.Devido a versatilidade de aplicações e considerando a necessidade de novos produtos ambientalmente mais amigáveis, os nanomateriais celulósicos (CNM) surgem como uma opção, nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo produzir um fio de CNM utilizando-se uma matriz de alginato, que possa ser utilizado na confecção de placas balísticas. Para isso foram produzidos fios com matriz de alginato reforçados por microfibrilas de celulose (MFC), nanocristais de celulose (CNC) e por ambos juntos, em diferentes concentrações, sendo caracterizados pelos ensaios de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), termogravimetria (TG), difração de raio-X (DRX), densidade, absorção de água, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e ensaio mecânico de tração. O fio com concentração de 4,5% de MFC foi selecionado para a confecção dos compósitos, servindo de reforço em uma matriz de epóxi, em concentração de 0, 10, 20 e 30%, com estes sendo qualificados por FTIR, TG, DRX, MEV, ensaio mecânico de flexão e tração, teste de Charpy e balística. O compósito C30 foi considerado a melhor opção, pois foi o que conseguiu absorver a maior quantidade de energia sem estilhaçar, tornando-o hábil a absorver diferentes disparos.CAPESTexthttp://repositorio.ufes.br/handle/10/17414porUniversidade Federal do Espírito SantoMestrado em Ciências FlorestaisPrograma de Pós-Graduação em Ciências FlorestaisUFESBRCentro de Ciências Agrárias e Engenhariassubject.br-rjbnÁrea(s) do conhecimento do documento (Tabela CNPq)Fiaçãocompósitosepóxireforço por fibras/fiosensaio balísticoDesenvolvimento de Fios de Microfibrilas de Celulose em Matriz de Alginato para Confecção de Placas Balísticastitle.alternativeinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFESemail@ufes.brORIGINALLucasBragaMulin-2024-dissertação.pdfLucasBragaMulin-2024-dissertação.pdfapplication/pdf6117275http://repositorio.ufes.br/bitstreams/cbaf827e-4e81-415f-ac63-74817cee1b73/downloadfc7e854988481563d44909966fc1a1fbMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748http://repositorio.ufes.br/bitstreams/7ced884e-183a-4f1e-8ff0-0e1c796885b7/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD5210/174142024-08-29 11:25:07.857oai:repositorio.ufes.br:10/17414http://repositorio.ufes.brRepositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestopendoar:21082024-10-15T17:59:57.647212Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)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 |
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