Combate à corrosão de metal com revestimentos de epóxi autocuráveis

A corrosão de metais é um processo destrutivo que leva a enormes perdas econômicas. De acordo com a Organização Mundial da Corrosão, os custos da corrosão são estimados em mais de US $ 1.8 trilhão em todo o mundo. Dr. Karan Thanawala, pesquisador da IITB-Monash Research Academy e membro da equipe Chemwatch, espera ajudar a reduzir esse número significativamente.

Karan explica que a corrosão de objetos metálicos é o resultado de uma reação eletroquímica que ocorre na superfície envolvendo a oxidação do metal na presença de eletrólito e oxigênio. Os esforços empreendidos para a prevenção da corrosão são a utilização de materiais alternativos e desenho de componentes, e / ou aplicação de um revestimento protetor adequado, dependendo do tipo de condições ambientais e da vida útil esperada. Destes, a abordagem mais comum e eficiente para controlar a corrosão é a aplicação de revestimentos à base de polímeros orgânicos. No entanto, aplicados na camada mais externa dessas estruturas, esses revestimentos são suscetíveis a danos de nível micro / nano e arranhões durante o manuseio e serviço. Esse tipo de dano é difícil de detectar, permitindo que o processo de corrosão se agrave e, por fim, torne o revestimento protetor inútil. Portanto, diz Karan, é um conceito mais atraente projetar e desenvolver revestimentos que tenham a capacidade de cicatrizar os danos, mantendo assim as propriedades protetoras.

O encapsulamento de óleo de linhaça e óleo de Tung em cascas de uréia-formaldeído foi realizado usando a técnica de polimerização in-situ. A otimização dos parâmetros do processo de preparação das microcápsulas foi realizada utilizando quantidades calculadas de óleo e uréia-formaldeído, que foram submetidas à formação de microcápsulas esféricas de 25-45 µm de tamanho, que dependem do tempo de reação e da velocidade de agitação. As microcápsulas assim preparadas foram analisadas por microscopia ótica (OM), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), para garantir o encapsulamento do óleo nas finas cascas de uréia-formaldeído. Revestimentos de autocura de filme fino com capacidade de autocura rápida e uniforme foram obtidos com microcápsulas em uma concentração otimizada de 3% em peso. O desempenho anticorrosivo foi avaliado por meio de teste de imersão e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS).

Explicando mais sobre sua pesquisa, Karan declara: “O desenvolvimento de revestimentos de autocura apresentou grandes desafios. O fator mais importante foi alcançar a reprodutibilidade de tamanho, forma e morfologia das microcápsulas preparadas, que quando adicionadas ao revestimento, fornecem a funcionalidade de cura inteligente. Os parâmetros críticos do processo de síntese, como velocidade de agitação e tempo de reação, foram otimizados, o que domina a formação de tamanho e formato das microcápsulas. Além disso, os componentes das microcápsulas foram selecionados com base em sua biocompatibilidade e natureza não perigosa, o que os classifica como materiais verdes. Estas microcápsulas preparadas foram dispersas no revestimento orgânico em concentrações variáveis. Esses revestimentos impregnados com microcápsulas, após cura completa, foram induzidos com riscador artificial, antes do ensaio de corrosão em solução salina (semelhante à água do mar) para avaliação do desempenho dos revestimentos. O efeito da adição das microcápsulas na funcionalidade de autocura foi investigado por meio de microscopia óptica. Os revestimentos foram posteriormente analisados ​​quanto às propriedades mecânicas e de adesão para uso como revestimentos industriais comerciais. Os resultados dos revestimentos de autocura foram comparáveis ​​aos revestimentos de controle (sem as microcápsulas). ”

Sobre o que motivou Karan a focar sua pesquisa nesta área, ele diz: “Compósitos autocuráveis ​​possuem grande potencial para resolver muitas limitações de revestimentos poliméricos e materiais estruturais, viz., Microfissuras e danos ocultos. Danos no revestimento são os precursores de falhas estruturais, e a capacidade de curá-los permitirá estruturas com vida útil mais longa e menos manutenção. Os revestimentos de autocura imitam o processo de cicatrização natural, semelhante à cicatrização de pele danificada. Portanto, os revestimentos com autocura são muito atraentes, pois podem garantir a durabilidade dos componentes revestidos, mesmo após danos no revestimento por motivos químicos ou mecânicos. A síntese de microcápsulas e a formulação de revestimentos autocurativos representam grandes desafios. O tamanho das microcápsulas, forma e morfologias desempenham um papel importante no fornecimento de uma funcionalidade ativa de ruptura e cura. Otimizar o processo para preparar microcápsulas personalizadas permite uma grande oportunidade de experimentar novos métodos, muitas vezes interessantes para um pesquisador. ”

Karan está confiante de que esse avanço na pesquisa de revestimentos de proteção fará muito para resolver alguns dos problemas de corrosão que enfrentamos ao usar revestimentos poliméricos tradicionais, o que acabará por garantir locais de trabalho e comunidades mais seguros.
Dr. Karan Thanawala do Chemwatch

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