Avaliação cíclica eletroquímica acelerada de revestimentos inteligentes com microcápsulas de uréia-formaldeído com núcleo contendo agentes de autorreparo

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Cecatto, Daniela Maria
• Orientador(a): Beltrami, Lílian Vanessa Rossa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng; por
• Palavras-chave em Português: Revestimentos; Materiais auto-reparadores; Corrosão e anticorrosivos; Resinas epoxi
• Palavras-chave em Inglês: Coatings; Self-healing materials; Corrosion and anti-corrosives; Epoxy resins
• Link de acesso: https://repositorio.ucs.br/11338/14451

A corrosão de metais causa grandes perdas econômicas, representando até 3% do PIB. Técnicas como revestimentos e inibidores químicos são usadas para controlá-la, mas esses revestimentos podem falhar com o tempo. Revestimentos inteligentes, capazes de autorreparo, surgem como uma solução promissora, regenerando danos e restaurando a proteção. A adição de microcápsulas com núcleos ativos e inibidores de corrosão, como o imidazol, melhora a eficácia desses revestimentos, tornando-os mais resistentes a falhas e aumentando sua durabilidade. Assim sendo, este estudo desenvolve um revestimento inteligente de autorreparo com resina epóxi, microcápsulas com parede de ureia formaldeído e núcleo ativo de epóxi, precursor alcóxido de sílico e imidazol aplicados sobre aço carbono fosfatizado. Dois métodos de síntese de microcápsulas foram testados. Um método de pré-polimerização e um método de polimerização in situ. O método de síntese das microcápsulas foi selecionado de acordo com a morfologia dentre os avaliados neste trabalho, e em seguida, as microcápsulas foram produzidas e tiveram sua composição química avaliada e confirmada através de análise de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). A técnica de microscopia eletrônica de varredura com fonte de emissão de campo (MEV-FEG) avaliou a morfologia das microcápsulas e seus diâmetros médios, que foram de 4,15 µm, 3,17 µm, 2,56 µm e 2,18 µm para MEp (núcleo ativo de epóxi), MEpIM (núcleo ativo de epóxi e imidazol), MSi (núcleo ativo de precursor alcóxido de silício), e MSiIM (núcleo ativo de precursor alcóxido de silício e imidazol), respectivamente. Nos ensaios eletroquímicos A amostra Ep0, composta apenas por resina epóxi, teve o menor módulo de impedância e ângulo de fase em comparação com outras amostras produzidas. As amostras contendo microcápsulas apresentaram melhor desempenho anticorrosivo e autorreparo ao longo dos ciclos de ACET. Os valores de impedância no sexto ciclo foram para EpMEp15, EpMEpIm15, MSi15 e MSiIM15 foram |z|0,01= 17960 (Ômega).cm², |z|0,01= 1580 (Ômega).cm² , |z|0,01= 3860 (Ômega).cm² e |z|0,01= 929 (Ômega).cm², respectivamente, superando o revestimento padrão de resina epóxi (|z|0,01= 506 (Ômega).cm²). Em comparação com as amostras contendo apenas resina epóxi e precursor alcóxido de silício, as amostras com núcleo ativo de imidazol reduziram o desempenho eletroquímico do sistema de autorreparo. O ensaio de dureza indicou aumento da dureza do revestimento com a adição de microcápsulas, indo de H para 2H em comparação a resina epóxi. Os ensaios de impacto direto e reverso revelaram fragilidade dos revestimentos contendo microcápsulas em comparação a resina epóxi, apresentando trincas e desplacamento. Contudo, adição de microcápsulas não afetou a aderência ao substrato metálico. Os testes de névoa salina confirmaram que as microcápsulas melhoraram a resistência à corrosão em comparação com a resina epóxi. Os resultados permitiram concluir que a utilização de um sistema de autorreparo com microcápsulas com núcleo ativo de epóxi, precursor alcóxido de silício e imidazol se demostram promissoras, garantindo maior proteção à corrosão a resina epóxi sobre aço carbono, mesmo quando danificados. [resumo fornecido pelo autor]