Revestimentos de poliuretanos derivados de óleos vegetais com e sem adição de inibidores de corrosão: propriedades químicas, estruturais e de resistência à corrosão

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Data

2020-06-29

Autores

Nardeli, Jéssica Verger

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Editor

Universidade Estadual Paulista (Unesp)

Resumo

Os revestimentos de poliuretano (PU) foram preparados a partir de óleos vegetais (crambe e mamona) e modificados pela incorporação de inibidores de corrosão (tanino condensado). A reação foi monitorada caracterizando os produtos intermediários (poliéster e pré-polímero). O poliéster foi caracterizado pela solubilidade em metanol, índice de acidez, grupos hidroxila e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier com refletância total atenuada (FTIR), e o pré-polímero foi caracterizado por teor de sólido, teor de solvente, isocianato livre (NCO) e FTIR. Os revestimentos de PU foram caracterizados por FTIR e absorção de água. Esses revestimentos foram aplicados sobre as ligas de alumínio com extensômetro. O processo de cura foi conduzido em temperatura ambiente (~25 oC). A espessura dos revestimentos foi determinada por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e a adesão foi avaliada pela Norma ASTM D3359. Após a caracterização química e morfológica dos revestimentos foi realizado o estudo eletroquímico. A resistência à corrosão e o processo de degradação do filme (longevidade da ação do revestimento), foram estudadas por medidas de potencial em circuito aberto (EOCP) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) em solução aquosa 0,6 mol L-1 NaCl com o tempo de imersão. Foram empregadas técnicas eletroquímicas localizadas como espectroscopia de impedância eletroquímica local (LEIS) em solução aquosa 0,005 mol L-1 NaCl e as técnicas de varredura com eletrodo vibrante (SVET) e de varredura com eletrodo íon-seletivo (SIET), em solução aquosa 0,05 mol L-1 NaCl durante 24 h. Os resultados demonstram que os revestimentos modificados com tanino condensado fornecem proteção eficaz contra a corrosão (|Z| ~ 1011Ω cm2) apresentam efeito self-healing atribuído à formação de novas ligações de hidrogênio. As técnicas eletroquímicas local forneceram informação decisiva sobre o mecanismo de inibição da corrosão. Com tudo isso, o trabalho se diferencia e se destaca por conter uma variedade de formulações que utilizam como matéria-prima produtos naturais (óleo de crambe, óleo de mamona, inibidor de corrosão – tanino condensado) que oferecem efeito self-healing, garantindo um proteção efetiva contra corrosão da liga AA2024-T3 mesmo quando a superfície é submetida a defeitos artificiais.
Polyurethane (PU) coatings were prepared from vegetable oils (crambe and castor) and modified by the incorporation of corrosion inhibitors (condensed tannins). The reaction was monitored by characterizing the intermediate products (polyester and prepolymer). Polyester was characterized by solubility in methanol, acidity index, hydroxyl groups and attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and the prepolymer was characterized by solid content, solvent content, free-isocyanate (NCO) groups and FTIR. PU coatings were characterized by FTIR and water uptake. These coatings were applied on aluminum alloys with an extensometer. The curing process was carried out at room temperature (~25 oC). The thickness of the coatings was determined by scanning electron microscopy (SEM) and the adhesion was assessed using the ASTM D3359 standard. After the chemical and morphological characterization of the coatings, the electrochemical study was carried out. The corrosion resistance and the film degradation process (longevity of the coating action) were studied by open circuit potential measurements (EOCP) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in 0.6 mol L-1 NaCl aqueous solution with the immersion time. Localized electrochemical techniques were also used, such as local electrochemical impedance spectroscopy (LEIS) in 0.005 mol L-1 NaCl aqueous solution and scanning techniques with vibrating electrode (SVET) and with ion-selective electrode (SIET), in aqueous solution 0.05 mol L-1 NaCl for 24 h. The results demonstrate that the modified tannin coatings provide effective protection against corrosion (|Z| ~ 1011Ω cm2) and have a self-healing effect, attributed to the formation of new hydrogen bonds. The local electrochemical techniques provided decisive information about the corrosion inhibition mechanism. Therefore, the present study is different and stands out for containing a variety of formulations that use natural products as raw material (crambe oil, castor oil, corrosion inhibitor - condensed tannin) that offer self-healing effect guaranteeing effective protection against corrosion of the AA2024-T3 aluminum alloy even when the surface is subjected to artificial scratch.

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Palavras-chave

Revestimentos protetores, Corrosão, Revestimento em metal, Ligas de alumínio, Eletroquímica, Smart material, Self-healing

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