conversão de espumas de maquilhagem em espumas

CONVERSÃO DE ESPUMAS DE MAQUILHAGEM EM ESPUMAS DE ABSORÇÃO DE
ENERGIA DE IMPACTO
1
2
1,3
3
DINIS, Tânia , SEVILLA, Alejandro , LIMA, Rui , CAMPO-DEAÑO, Laura , GALINDO-ROSALES,
3
Francisco J.
1
[email protected], ESTIG, Instituto Politécnico de Bragança (IPB), Portugal.
1-3
2
3
3
[email protected], ESTIG, Instituto Politécnico de Bragança (IPB), Portugal.
[email protected], Área de Mecánica de Fluidos, Universidad Carlos III de Madrid, España.
[email protected], Centro de Estudos de Fenómenos de Transporte, Faculdade de Engenharia, Universidade
do Porto, Portugal.
[email protected], Centro de Estudos de Fenómenos de Transporte, Faculdade de Engenharia, Universidade
do Porto, Portugal.
RESUMO
Os fluidos reoespessantes(STF) são um tipo de fluido que aumenta a sua viscosidade quando é
submetido a uma determinada força[1], sendo uma das potenciais aplicações os compósitos
absorvedores de energia de impacto. O objectivo deste trabalho é desenvolver espumas
protectoras baseadas em esponjas de maquilhagem preenchidas com STF a 25% do volume vazio
da esponja. O fluido utilizado é uma suspensão de partículas de sílica fumada (SiO2) em
polipropileno glicol (PPG) (Mw=400 [g/mol]) a três concentrações diferentes: 5%, 10% e 15% [w/w]
[2].
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 [3]. Seguidamente, foram realizados testes de impacto nas esponjas, que
permitiram confirmar que a energia dissipada 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,
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 e os resultados das quedas de pressão ao longo dos microcanais foram
comparados com os valores experimentais.
Palavras-Chave: CFD; Espuma protectora; Fluido reoespessante; Microfluídica; Reologia.
Agradecimentos
Os autores agradecem à FCT, COMPETE, QREN e União Europeia (FEDER) no âmbito dos
projectos
PTDC/SAU-BEB/105650/2008,
PTDC/SAU-BEB/108728/2008,
PTDC/EME-
MFE/099109/2008, e PTDC/SAU-ENB/116929/2010 e das bolsas SFRH/BPD/69663/2010 e
SFRH/BPD/69664/2010.
Referências Bibliográficas:
[1] Wagner, N. and Brady, J.F., Shear thickening in coloidal dispersions. Physics Today, 62, 27–32, 2009.
[2] Galindo-Rosales, F.J. and Rubio-Hernández, F.J. Static and dynamic yield stresses of Aerosil 200
suspensions in polypropylene glycol, Applied Rheology, 20, 22787, 2010.
[3] Galindo-Rosales, F.J. et al., How Dr. Malcom M. Cross would may have tackled the development of An
apparent viscosity function for shear thickening fluids, Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 166, 14211424, 2011.