Avaliação das propriedades protetivas e de blindagem eletromagnética de um sistema de pintura a base de tinta poliuretânica com nanotubos de carbono aplicados sobre a liga de alumínio AA7075
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UCS |
Texto Completo: | https://repositorio.ucs.br/11338/4193 |
Resumo: | O uso de ligas de alumínio AA7075 no setor aeroespacial está aumentando devido a sua boa resistência mecânica, corrosiva e térmica, sendo ideal para peças que sofrem alto estresse. Um método eficiente na proteção contra a corrosão destes substratos, que é um ponto que deve ser melhorado, são as camadas de cromato. No entanto, esses processos estão sendo abandonados devido à utilização de cromo hexavalente, que é carcinogênico. Assim, alternativas ambientalmente favoráveis estão sendo estudadas, entre elas os revestimentos híbridos orgânicos-inorgânicos obtidos através do processo sol-gel foram apresentados como uma alternativa ecologicamente correta e promissora. Além disso, para uma excelente resistência à corrosão, o filme híbrido tem que estar combinado com o um bom revestimento orgânico (tinta) e, indo mais além, ao encontro da inovação tecnológica, os quais se enquadram materiais nanoestruturados que melhoram diversas propriedades e estão contribuindo muito para o desenvolvimento de áreas como a aeroespacial, pois atuam como barreira contra a poluição eletromagnética. Dentro deste contexto, o objetivo do presente trabalho foi obter um filme híbrido a partir de um sol constituído pelos precursores silanos 3-(trimetoxisililpropil) metacrilato - C10H20O5Si) e TEOS (Tetraetoxisilano - C8H20O4Si) sobre a liga de alumínio AA7075, e, posteriormente, obter um sistema combinado de tinta poliuretânica e nanotubo de carbono (NTC), visando a proteção de ligas de alumínio contra a corrosão e blindagem eletromagnética. O trabalho seguiu uma sequencia de ensaios, iniciando no pré-tratamento (filme híbrido) o qual teve variação de temperatura de cura e de múltiplas aplicações que, após avaliados seus resultados, que nortearam o melhor desempenho do pré-tratamento sobre a liga AA7075 considerando as condições variadas, partiu-se para aplicação do revestimento orgânico sobre o filme híbrido. O revestimento orgânico foi aplicado sobre as mesmas variações do pré-tratamento e avaliado a melhor combinação de filme híbrido com a tinta, os quais foram submetidos a ensaios mecânicos e de névoa salina. Os resultados somente do filme híbrido e filme híbrido mais tinta tenderam ao mesmo resultado, isto é, os melhores resultados foram para a mesma aplicação D120 (dupla aplicação de filme híbrido curada a 120°C). Três diferentes tipos de nanotubos de carbono foram incorporados na tinta a base de resina poliuretânica e aplicados no substrato com o melhor filme híbrido. Os resultados mostraram que o NTC funcionalizado com o grupo amina (NH2) apresentou uma boa interação com a resina PU, favorecendo a formação de um filme nivelado e uniforme. As amostras apresentaram baixo desempenho eletromagnético; no entanto, com potencial emergente para blindagem eletromagnética. |
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Gobbi, GabrielaPiazza, DiegoPoletto, MatheusScienza, Lisete CristineZaterra, Ademir José2018-12-10T12:15:22Z2018-12-10T12:15:22Z2018-12-102018-10-03https://repositorio.ucs.br/11338/4193O uso de ligas de alumínio AA7075 no setor aeroespacial está aumentando devido a sua boa resistência mecânica, corrosiva e térmica, sendo ideal para peças que sofrem alto estresse. Um método eficiente na proteção contra a corrosão destes substratos, que é um ponto que deve ser melhorado, são as camadas de cromato. No entanto, esses processos estão sendo abandonados devido à utilização de cromo hexavalente, que é carcinogênico. Assim, alternativas ambientalmente favoráveis estão sendo estudadas, entre elas os revestimentos híbridos orgânicos-inorgânicos obtidos através do processo sol-gel foram apresentados como uma alternativa ecologicamente correta e promissora. Além disso, para uma excelente resistência à corrosão, o filme híbrido tem que estar combinado com o um bom revestimento orgânico (tinta) e, indo mais além, ao encontro da inovação tecnológica, os quais se enquadram materiais nanoestruturados que melhoram diversas propriedades e estão contribuindo muito para o desenvolvimento de áreas como a aeroespacial, pois atuam como barreira contra a poluição eletromagnética. Dentro deste contexto, o objetivo do presente trabalho foi obter um filme híbrido a partir de um sol constituído pelos precursores silanos 3-(trimetoxisililpropil) metacrilato - C10H20O5Si) e TEOS (Tetraetoxisilano - C8H20O4Si) sobre a liga de alumínio AA7075, e, posteriormente, obter um sistema combinado de tinta poliuretânica e nanotubo de carbono (NTC), visando a proteção de ligas de alumínio contra a corrosão e blindagem eletromagnética. O trabalho seguiu uma sequencia de ensaios, iniciando no pré-tratamento (filme híbrido) o qual teve variação de temperatura de cura e de múltiplas aplicações que, após avaliados seus resultados, que nortearam o melhor desempenho do pré-tratamento sobre a liga AA7075 considerando as condições variadas, partiu-se para aplicação do revestimento orgânico sobre o filme híbrido. O revestimento orgânico foi aplicado sobre as mesmas variações do pré-tratamento e avaliado a melhor combinação de filme híbrido com a tinta, os quais foram submetidos a ensaios mecânicos e de névoa salina. Os resultados somente do filme híbrido e filme híbrido mais tinta tenderam ao mesmo resultado, isto é, os melhores resultados foram para a mesma aplicação D120 (dupla aplicação de filme híbrido curada a 120°C). Três diferentes tipos de nanotubos de carbono foram incorporados na tinta a base de resina poliuretânica e aplicados no substrato com o melhor filme híbrido. Os resultados mostraram que o NTC funcionalizado com o grupo amina (NH2) apresentou uma boa interação com a resina PU, favorecendo a formação de um filme nivelado e uniforme. As amostras apresentaram baixo desempenho eletromagnético; no entanto, com potencial emergente para blindagem eletromagnética.The use of AA7075 aluminum alloys in the aerospace industry is increasing due to its good mechanical, corrosive and thermal resistance and is ideal for parts that suffer from high stress. An efficient method in the corrosion protection of these substrates, which is a point to be improved, are the chromate layers. However, these processes are being abandoned due to the use of hexavalent chromium, which is carcinogenic. Thus, environmentally favorable alternatives are being studied, among them the organic-inorganic hybrid coatings obtained through the sol-gel process were presented as an ecologically correct and promising alternative. In addition, for excellent corrosion resistance, the hybrid film has to be combined with a good organic coating (paint) and, further, to meet technological innovation, which are embedded in nanostructured materials that improve various properties and are contributing greatly to the development of areas such as aerospace, as they act as a barrier against electromagnetic pollution. In this context, the aim of the present work was to obtain a hybrid film from a precursor consisting of the precursors silanes 3- (trimethoxysilylpropyl) methacrylate - C10H20O5Si) and TEOS (Tetraethoxysilane - C8H20O4Si) on the aluminum alloy AA7075, and after that, to obtain a combined system of polyurethane paint and carbon nanotube (CNT), aiming at the protection of aluminum alloys against corrosion and electromagnetic shielding. The work had a sequence of tests, starting from the part of the pretreatment (hybrid film) which had curing temperature variation and multiple layers that, after evaluating its results, which guided the best pre-treatment performance on the alloy AA7075 considering varied conditions, it was started to apply the organic coating on the hybrid film. The organic coating was applied over the same pre-treatment variations and the best combination of hybrid film and paint was evaluated, which were subjected to mechanical and salt spray tests. The results only of hybrid film and hybrid film plus paint tended to the same result, and the best results were for the same D120 application (double application of hybrid film cured at 120 °C). Three different types of carbon nanotubes were incorporated in a polyurethane-based resin and apllied on the substrate with the best hybrid film. The results showed that the CNT functionalized with the amine group (NH2) presented a good interaction with the PU resin, favoring the formation of a level and uniform film. The samples presented low electromagnetic performance; however, with emerging potential for electromagnetic shielding.Ligas de alumínioNanotubosResistência de materiaisInovações tecnológicasAluminum alloysNanotubesStrength of materialsTechnological innovationsAvaliação das propriedades protetivas e de blindagem eletromagnética de um sistema de pintura a base de tinta poliuretânica com nanotubos de carbono aplicados sobre a liga de alumínio AA7075info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UCSinstname:Universidade de Caxias do Sul (UCS)instacron:UCSinfo:eu-repo/semantics/openAccessUniversidade de Caxias do Sulhttp://lattes.cnpq.br/6786199664903514GOBBI, GabrielaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Processos e TecnologiasBeltrami, Lílian VanessaORIGINALDissertacao Gabriela Gobbi.pdfDissertacao Gabriela Gobbi.pdfapplication/pdf1842072https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/4193/1/Dissertacao%20Gabriela%20Gobbi.pdfe1681ffb0b245066087e501d099e4468MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8510https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/4193/2/license.txt0bfdaf5679b458f1c173109e3e8d8e40MD52TEXTDissertacao Gabriela Gobbi.pdf.txtDissertacao Gabriela Gobbi.pdf.txtExtracted texttext/plain162245https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/4193/3/Dissertacao%20Gabriela%20Gobbi.pdf.txt1bb1883de69ec2cab43ccd0492ff9439MD53THUMBNAILDissertacao Gabriela Gobbi.pdf.jpgDissertacao Gabriela Gobbi.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1464https://repositorio.ucs.br/xmlui/bitstream/11338/4193/4/Dissertacao%20Gabriela%20Gobbi.pdf.jpg7ef677ac261a7d0f9fffd352c8b1d704MD5411338/41932018-12-11 05:02:01.536oai:repositorio.ucs.br:11338/4193Repositório de Publicaçõeshttp://repositorio.ucs.br/oai/requestopendoar:2018-12-11T05:02:01Repositório Institucional da UCS - Universidade de Caxias do Sul (UCS)false |
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