Estudo da incorporação de aditivos de auto-reparação no desempenho e propriedades de produtos anticorrosivos industriais

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Pastor, Pedro Miguel Sousa
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/24237
Resumo: Face à tendência atual do uso de revestimentos funcionais na inibição ou retardação da corrosão, esta dissertação teve como objetivo o estudo da incorporação de novos aditivos com capacidade de auto-reparação, usualmente designados por self-healing, no desempenho e propriedades de primários anticorrosivos industriais para aplicação em substratos de aço. O estudo consistiu na incorporação de aditivos nanoestruturados à base de hidróxidos duplos lamelares (LDHs), com e sem inibidores de corrosão intercalados, em dois primários anticorrosivos industriais de naturezas diferentes: um primário epoxídico de base solvente de dois componentes e um primário alquídico de base aquosa. A primeira parte deste trabalho consistiu no fabrico e controlo das diferentes formulações de cada primário em estudo: (i) sistema padrão, (ii) uma formulação com incorporação de 1 a 5 % de LDHs sem inibidor e (iii) uma formulação com incorporação de 1 a 5 % de LDHs com inibidores de corrosão combinados, nomeadamente nitrito e benzotriazol. De seguida, realizaram-se na CIN ensaios de avaliação das suas propriedades mecânicas, nomeadamente, os ensaios de dureza pendular Persoz, aderência quadrícula, resistência ao choque e flexibilidade mandril cónica, assim como os ensaios de envelhecimento acelerado de nevoeiro salino, câmara de humidade e estabilidade acelerada, de acordo com as respetivas normas. Os parâmetros de monitorização nos ensaios de resistência ao nevoeiro salino e câmara de humidade consistiram na avaliação da corrosão e empolamento generalizados e da corrosão e delaminação no corte. Os diferentes revestimentos foram também caracterizados nos laboratórios do grupo CICECO da Universidade de Aveiro recorrendo às técnicas de espetroscopia de impedância eletroquímica, espetroscopia de infravermelhos e microscopia eletrónica de varrimento, de forma a correlacionar os resultados dos testes industriais com a composição, morfologia e propriedades barreira dos revestimentos em estudo. Os resultados demonstram que a adição destes aditivos aos revestimentos em estudo não é um processo simples, tendo levado à redução das propriedades barreira destes revestimentos e ao surgimento de empolamento aquando da sua exposição aos ensaios de envelhecimento acelerado, sendo este fenómeno especialmente notório no primário epóxido de base solvente contendo LDHs sem inibidor de corrosão na sua composição. Face aos resultados obtidos sugere-se o estudo da incorporação destes aditivos em primários de natureza diferente, nomeadamente de base aquosa, bem como a modificação dos LDHs de forma a melhor controlar a sua interação com a matriz polimérica dos revestimentos
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A primeira parte deste trabalho consistiu no fabrico e controlo das diferentes formulações de cada primário em estudo: (i) sistema padrão, (ii) uma formulação com incorporação de 1 a 5 % de LDHs sem inibidor e (iii) uma formulação com incorporação de 1 a 5 % de LDHs com inibidores de corrosão combinados, nomeadamente nitrito e benzotriazol. De seguida, realizaram-se na CIN ensaios de avaliação das suas propriedades mecânicas, nomeadamente, os ensaios de dureza pendular Persoz, aderência quadrícula, resistência ao choque e flexibilidade mandril cónica, assim como os ensaios de envelhecimento acelerado de nevoeiro salino, câmara de humidade e estabilidade acelerada, de acordo com as respetivas normas. Os parâmetros de monitorização nos ensaios de resistência ao nevoeiro salino e câmara de humidade consistiram na avaliação da corrosão e empolamento generalizados e da corrosão e delaminação no corte. Os diferentes revestimentos foram também caracterizados nos laboratórios do grupo CICECO da Universidade de Aveiro recorrendo às técnicas de espetroscopia de impedância eletroquímica, espetroscopia de infravermelhos e microscopia eletrónica de varrimento, de forma a correlacionar os resultados dos testes industriais com a composição, morfologia e propriedades barreira dos revestimentos em estudo. Os resultados demonstram que a adição destes aditivos aos revestimentos em estudo não é um processo simples, tendo levado à redução das propriedades barreira destes revestimentos e ao surgimento de empolamento aquando da sua exposição aos ensaios de envelhecimento acelerado, sendo este fenómeno especialmente notório no primário epóxido de base solvente contendo LDHs sem inibidor de corrosão na sua composição. Face aos resultados obtidos sugere-se o estudo da incorporação destes aditivos em primários de natureza diferente, nomeadamente de base aquosa, bem como a modificação dos LDHs de forma a melhor controlar a sua interação com a matriz polimérica dos revestimentosDue to the current trend of the use of functional coatings in corrosion inhibition or retardation, the aim of this thesis is to study the incorporation of new additives with functional self-healing capacity and subsequent effect on the performance and properties of industrial anti-corrosion primers for application in steel substrates. This study consisted of the incorporation of nanostructured additives based on layered double hydroxides (LDHs), with and without intercalated corrosion inhibitors, in two industrial anticorrosive primers of different natures: a two-component solvent-based epoxy primer and an aqueous-based alkyd primer. The first part of this work consisted of the manufacture and control of the different versions of each primer being studied: (i) standard system, (ii) a version incorporating 1 to 5% LDHs without inhibitor and (iii) 1 to 5% LDHs with combined corrosion inhibitors, namely nitrite and benzotriazole. Then, to evaluate the mechanical properties of the coatings, different tests were carried out at CIN: tests of Persoz pendulum hardness, ridge adhesion, shock resistance and conical mandrel flexibility. In addition, accelerated aging tests, also performed at CIN, were carried out. These include neutral salt spray, humidity chamber and accelerated stability, all according to the respective standards. The monitoring parameters in the test of neutral salt spray and humidity chamber were the generalized corrosion and blistering, the corrosion and the delamination in the scribe. Finally, the different coatings were also characterized using electrochemical impedance spectroscopy, infrared spectroscopy and scanning electron microscopy, in the laboratories of CICECO in the University of Aveiro, to correlate the results of the industrial tests with the composition, morphology and barrier properties of the coatings. The results demonstrate that the addition of these additives to the coatings under study is not a simple process, with problems such as the reduction of barrier properties and occurrence of osmotic blistering when subjected to neutral salt spray and humidity chamber tests, especially for the solvent-based epoxy primer in the presence of LDHs without corrosion inhibitor. Considering the results obtained, we suggest the incorporation of these additives into primers of a different nature, namely aqueous-based, as well as the modification of LDHs to better control their interaction with the polymer matrix of the coatings2020-07-30T00:00:00Z2018-07-30T00:00:00Z2018-07-30info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/24237TID:202234738porPastor, Pedro Miguel Sousainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-22T11:47:35Zoai:ria.ua.pt:10773/24237Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T02:57:58.109447Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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