Estudo da influência dos organossilanos TEOS e APS, associados ao inibidor orgânico AMT, na resistência à corrosão de aço carbono AISI 1020 em meio salino

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Silva Júnior, João Carlos Santos
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto de Química; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Química
• Palavras-chave em Português: Corrosão; Aço-carbono; Anticorrosivos; AMT; Silanos; Tratamento térmico; Pintura; Carbon steel; Silanes; Heat treatment; Corrosion; Painting; ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/21927

Esta tese propõe um estudo para a produção de revestimentos com diferentes combinações dos silanos tetraetilortosilicato (TEOS) e 3-aminopropil-trimetoxisilano (APS), associados ao inibidor de corrosão 5-amino-1,3,4-tiadiazol-2-tiol (AMT), sobre aço carbono AISI 1020, visando aumentar a resistência à corrosão desse material em meio salino. Inicialmente, as amostras de aço foram pré-tratadas em solução de AMT 10-2 mol L-1 por 3h. Posteriormente, as mesmas amostras foram imersas em solução de APS 5% v/v e/ou TEOS 5% v/v em dip coating, usando um tempo de imersão de 14 min para cada etapa. A imersão do substrato em APS e/ou TEOS foi realizada duas vezes, a fim de produzir revestimentos com duas camadas de silano. Entre cada imersão na solução dos silanos, os revestimentos AMT/APS (duas camadas; Grupo I), AMT/TEOS (duas camadas - Grupo II), AMT/TEOS/APS (uma camada TEOS/uma camada APS – Grupo III) e AMT/APS/TEOS (uma camada APS/uma camada TEOS – Grupo IV) foram tratados termicamente em estufa, em diferentes temperaturas (50, 100 e 150ºC) e tempos de cura (40, 80 e 120 min), a fim de verificar o efeito destes parâmetros no desempenho anticorrosivo dos sistemas preparados. Os revestimentos produzidos foram inicialmente caracterizados eletroquimicamente usando espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) em NaCl 0,5 mol L-1. Aqueles que apresentaram os melhores resultados em termos de resistência à corrosão foram também avaliados por polarização potenciodinâmica (PP) no mesmo eletrólito. Análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva de raio-X (EDS) e medidas de ângulo de contato foram realizadas para avaliar a morfologia, a composição e a hidrofobicidade dos revestimentos. Os filmes produzidos nas condições dos Experimentos (Aço/AMT/APS – 100ºC; 80 min), (Aço/AMT/TEOS – 100ºC; 80 min) e (Aço/AMT/APS/TEOS – 100ºC; 120 min) apresentaram as melhores propriedades anticorrosivas entre todos aqueles estudados nos seus respectivos grupos. Independentemente das condições de cura utilizadas, os resultados indicaram que, nessas condições, a presença do inibidor favoreceu a formação de revestimento mais protetores. Analises de XPS realizadas nos sistemas 2 (Aço/AMT) e 8 (Aço/AMT/APS) mostraram a formação da ligação química Fe-O-S-R, confirmando a interação do inibidor AMT com a superfície do aço tratado com NaOH. Os resultados obtidos permitem propor que a interação APS-AMT pode ter ocorrido a partir da ligação N-S identificada no espectro do N1s. Dentre todos os sistemas apresentados nos Grupos I, II, III e IV, a amostra 8 (Aço/AMT/APS – 100ºC e 80 min) apresentou as melhores propriedades anticorrosivas comprovadas pelos ensaios eletroquímicos (Rct = 2867 Ω cm2; Cdl; 8,50x10-5 F cm-2; jcorr = 5,36x10-6 e Ecorr = -0,598V) e foi utilizada como um primer de um sistema pintado. Os ensaios de resistência a tração (pull-off test) e névoa salina mostraram que mesmo apresentando uma ligeira redução nos valores de tensão de ruptura quando comparados ao revestimento Aço/epóxi (23,93 MPa), os esquemas de pintura contendo o silano APS (22,58 MPa) e o conjunto AMT/APS (23,19 MPa) mantiveram a mesma natureza de falha (Coesiva do Tipo B), refletindo nos menores valores de avanço de corrosão após 1000h de exposição na atmosfera agressiva.