Desenvolvimento de híbridos orgânico-inorgânicos com propriedade self-healing para aplicações anticorrosivas

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Souza, Thiago Augusto Carneiro de [UNESP]
• Orientador(a): Hammer, Peter [UNESP]
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Materiais compostos; Processo sol-gel; Revestimentos; Corrosão e anticorrosivos; Eletroquímica
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/235322

A motivação que levou à execução desse trabalho consistiu em juntar a experiência do grupo e combinar formulações de híbridos contendo inibidores inorgânicos e orgânicos de sucesso como polimetacrilato de metila (PMMA-sílica + Li2CO3 e PMMA-sílica + (NH4)2Ce(NO3)6 (CAN) / PMMA-CeO2 + Li2CO3), buscando novos materiais (PMMA-sílica + tiadiazola 5-(benziltio)-1,3,4-tiadiazol-2-tiol – (BTT) e/ou 2-Mercaptobenzotiazol (MBT) / PMMA-CeO2 + BTT e/ou MBT) e avaliando a influência dos solventes no material substituindo tetraidrofurano (THF) por solventes mais verdes, como isopropanol ou etanol. Foram desenvolvidos uma série de híbridos orgânico-inorgânicos à base de PMMA e aditivos distintos, sintetizados por meio do processo sol-gel (PSG) e polimerização radicalar de MMA, com o objetivo de se testar formulações e combinações de reagentes que resultassem em revestimentos anticorrosivos de alta performance, elevada resistência mecânica, estabilidade térmica e que apresentassem a capacidade de se auto-regenerar (self-healing). Inicialmente, realizou-se a síntese utilizando precursores inorgânicos à base de nanopartículas de cério (inibidor inorgânico) e de sílica modificados com os inibidores inorgânicos à base de cério (Ce(NO3)3.6H2O) e CAN, e de lítio, como carbonato de lítio (Li2CO3), e modificados com inibidores orgânicos como MBT e BTT pelo PSG. Em seguida, realizou-se a polimerização dos monômeros com os agentes acopladores, utilizando iniciador térmico peróxido de benzoíla (BPO). A solução coloidal resultante foi utilizada para a deposição de filmes híbridos sobre substratos de aço carbono A1020 e Alumínio AA7075 por dip-coating. Foram aplicadas técnicas variadas de caracterização estando, entre elas, espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X (XPS), espectroscopia Raman, microscopia de força atômica (AFM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise termogravimétrica (TGA) para caracterização estrutural e térmica. Além disso, como complemento, foram realizados testes de adesão e medidas de espessura. Para análise da eficiência anticorrosiva, utilizou-se espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), com exposição das amostras em meio salino (3,5% NaCl) em função do tempo de imersão. Análises estruturais por XPS confirmaram a distribuição uniforme das nanopartículas inorgânicas na matriz de PMMA e o teor nominal dos inibidores. Os revestimentos sintetizados apresentaram resultados semelhantes àqueles já obtidos nos trabalhos anteriores do grupo, alguns com módulos de impedância em torno de 1 GΩ cm2 e vida útil acima de 1 ano. As propriedades dos filmes também se assemelharam a algumas já vistas como: superfícies homogêneas de baixas rugosidades (0,33-2,75 nm), espessuras (entre 1,40-13,53 μm) e adesão (até 11 MPa) dentro dos intervalos mais frequentes, estabilidade térmica maior que 200 °C.