Avaliação das propriedades físicas, químicas, morfológicas e de proteção à corrosão de um sistema aquoso contendo partículas núcleo-casca (copolímero acrílico/PAni)

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Bertuoli, Paula Tibola
• Orientador(a): Ferreira, Carlos Arthur
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Polianilina; Copolímeros; Proteção contra corrosão
• Palavras-chave em Inglês: Copolymer; Corrosion; Coatings; Polyaniline; Core-shell
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/189942

Partículas do tipo núcleo-casca onde o núcleo é composto de poli(metacrilato de metila-acrilato de butila) (P(MMA/BA)) e a casca de polialinina (PAni) foram sintetizadas por copolimerização em meio aquoso num processo em dois estágios. No primeiro estágio, partículas de látex de P(MMA/BA) foram obtidas em um processo semicontinuo por polimerização em emulsão via radicais livres. As partículas de P(MMA/BA) foram usadas no segundo estágio como sementes para a formação da casca de PAni. A casca de PAni foi polimerizada sobre as partículas de P(MMA/BA) por polimerização química in situ. Ácido acrílico (AA) em diferentes concentrações foi utilizado na formulação do núcleo para verificar sua influência na aderência do látex sobre o substrato metálico. Os látex poliméricos foram caracterizados quanto ao teor de sólidos pelo método gravimétrico, potencial zeta, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia no UV-Vis. Para avaliar o efeito da casca de PAni sobre as propriedades físicas e morfológica dos látex de P(MMA/BA), filmes livres foram obtidos por evaporação do solvente. Os filmes foram caracterizados pelas técnicas de calorimetria diferencial exploratória (DSC), análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia do infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS), MEV, microscopia ótica (MO), microscopia de força atômica (AFM), propriedades mecânicas, absorção de água e ângulo de contato. As propriedades físicas e de proteção de substratos metálicos contra a corrosão proporcionada pelos revestimentos obtidos foram avaliadas pelas técnicas de aderência, resistência ao impacto, flexibilidade, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), potencial de circuito aberto (OCP) e exposição à névoa salina. A obtenção de partículas esféricas com morfologia núcleo-casca foi confirmada pelas análises de espalhamento dinâmico de luz (DLS) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), sendo obtido partículas com a espessura da casca de aproximadamente 3 nm. A presença da PAni na forma dopada foi confirmada pelas análises de UV-Vis, Raman e XPS. A variação do AA na formulação do núcleo não alterou significativamente as propriedades físicas e morfológicas do látex e do filme livre. Contudo, a aderência ao substrato metálico aumentou com a quantidade de AA, sendo que o látex contendo 2% (m/m) foi utilizado para a aplicação e caracterização das propriedades do filme livre e do revestimento sobre substrato metálico. A realização da diálise e correção do pH foi necessária para obter um revestimento uniforme sobre o substrato de aço carbono e um filme com baixa absorção de água. A presença de uma baixa concentração de PAni (3% em massa) no polímero acrílico alterou a hidrofilicidade e as propriedades de absorção da água dos revestimentos e aumentou em três ordens de grandeza a condutividade do filme em relação à condutividade do filme do núcleo. A maior penetração de água na interface revestimento/metal foi constatada após a exposição do revestimento à névoa salina e a realização da migração subcutânea na amostra contendo PAni. Contudo, isso não afetou a capacidade de obtenção da camada passiva para proteção da superfície do aço carbono fosfatizado contra corrosão, mesmo após 20 dias de imersão em soluções agressivas de NaCl 3,5%.