Microcápsula multifuncional para aplicação em revestimentos inteligentes

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Silva, Bruno Campos da
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/58887
Resumo: Orientador: Izabel Cristina Riegel-Vidotti
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spelling Silva, Bruno Campos daMarino, Cláudia Eliana BrunoUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em QuímicaRiegel-Vidotti, Izabel Cristina2019-03-29T19:46:27Z2019-03-29T19:46:27Z2018https://hdl.handle.net/1884/58887Orientador: Izabel Cristina Riegel-VidottiCoorientador: Cláudia Eliana Bruno MarinoTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa : Curitiba, 20/08/2018Inclui referências: p. 111-118Resumo: O desenvolvimento de sistemas microencapsulados estímulo-responsivos trouxe grandes avanços tecnológicos, permitindo o desenvolvimento de materiais inteligentes, como no caso da proteção de metais contra a corrosão, no desenvolvimento de revestimentos inteligentes, que são capazes de detectar reações de corrosão e promover a liberação de compostos que atuam inibindo o processo corrosivo. O uso de polímeros naturais no desenvolvimento de revestimentos inteligentes para proteção contra a corrosão ainda é discreto. Este trabalho teve como objetivo desenvolver microcápsulas multifuncionais com liberação programada de multiativos, a partir de polímeros naturais, pela combinação das técnicas de microencapsulação para aplicação em revestimentos inteligentes. As microcápsulas foram obtidas pelo método de coacervação polieletrolítica entre alginato de sódio e gelatina, para o encapsulamento de óleo de linhaça e benzotriazol, utilizando nitrato de cério como reticulante da parede da microcápsula. Os resultados mostraram que foi possível obter microcápsulas com tamanho micrométrico e baixa polidispersão de tamanhos (14,3 ± 3,7 pm), carregadas com três inibidores de corrosão, capazes de atuar por mecanismos de liberação distintos: rompimento mecânico (óleo de linhaça + benzotriazol), difusão (benzotriazol) e troca iônica (Ce(lll)). Ensaios eletroquímicos mostraram que o complexo Alg/Ce3+, composição presente na parede da microcápsula, foi capaz de arm azenar e liberar cério no meio e promover a redução do processo corrosivo do zinco, aço AISI 1020 (Fe-C) e liga de alumínio AA2024 em meio salino, comprovando que o C e(lll) é liberado por troca iônica com produtos de corrosão de substratos metálicos, bem como ser usado como componente de parede de microcápsulas (agente reticulante). As cápsulas multifuncionais foram capazes de proteger o aço Fe-C por pelo menos 2 dias em meio salino com concentrações de inibidores (benzotriazol e cério(lll)) inferiores ao relatado na literatura, mostrando a melhora de performance dos inibidores de corrosão e a atuação prolongada do sistema encapsulado. Dessa forma, os resultados obtidos mostraram que é possível combinar diferentes tipos de inibidores de corrosão em um sistema único, compondo uma microcápsula multifuncional com três inibidores de corrosão com mecanismos distintos de liberação no meio (sistema m ulti-estímulo-multi-responsivo) e obter uma resposta mais efetiva na proteção contra a corrosão de metais, em meio salino, com proteção prolongada, por uma síntese simples, com baixa geração de resíduos e utilizando matérias primas renováveis, trazendo pela primeira vez o uso de um polímero natural como trocador iônico na proteção de metais contra a corrosão, com grande potencial para a aplicação em revestimentos inteligentes. Palavras-chave: coacervação polieletrolítica; coacervação complexa; revestimentos inteligentes; proteção contra corrosão, cério, benzotriazol, óleo de linhaça.Abstract: The development of microencapsulated stimuli-responsive systems has brought about great technological advances, allowing the development of intelligent materials, such as in the protection of metals against corrosion, in the development of smart coatings, which are capable of detecting corrosion reactions and promoting the release of compounds that act to inhibit the corrosion process. The use of natural polymers in the development of intelligent coatings for protection against corrosion is still discreet. This work aimed to develop multifunctional microcapsules with programmed release of multiactives, from natural polymers, by the combination of microencapsulation techniques for application in smart coatings. The microcapsules were obtained by the polyelectrolytic coacervation method between sodium alginate and gelatin, for the encapsulation of linseed oil and benzotriazole, using cerium nitrate as a crosslinker of the microcapsule shell. The results showed that it was possible to obtain microcapsules with m icrometric size and low polydispersity (14.3 ± 3.7 pm), loaded with three corrosion inhibitors, able to act through distinct release mechanisms: mechanical rupture (linseed oil + benzotriazole), diffusion (benzotriazole) and ion exchange (Ce (III)). Electrochemical tests showed that the Alg/C e3+ complex, present in the shell of the microcapsule, was able to store and release cerium in the medium and to promote the reduction of the corrosion process of zinc, AISI 1020 (Fe-C) and AA2024 aluminum alloy in saline media, confirming that C e(lll) is released by ion exchange with corrosion products of metallic substrates, as well as being used as shell component of microcapsules (crosslinking agent). The multifunctional capsules were able to protect the Fe-C steel for at least 2 days in saline medium with inhibitor concentrations (benzotriazole and cerium (III)) lower than that reported in the literature, showing the performance improvement of the corrosion inhibitors and the performance of the encapsulated system. Thus, the results showed that it is possible to combine different types of corrosion inhibitors in a single system, composing a multifunctional microcapsule with three corrosion inhibitors with different release mechanisms in the medium (multi-stimulus-multi-responsive system) and obtaining a more effective response in the protection against corrosion of metals, in saline media, with prolonged protection, by a simple synthesis, with low generation of residues and using renewable raw materials, bringing for the first time the use of a natural polymer as ion exchanger in the protection against corrosion, with great potential for application in intelligent coatings Key-words: polyelectrolyte coacervation; complex coacervation; smart coatings; corrosion protection, cerium, benzotriazole, linseed oil.119 p. : il. (algumas color.).application/pdfFísico-químicaQuímicaOleos e gordurasPolimeros - DeterioraçãoCorrosãoMicrocápsula multifuncional para aplicação em revestimentos inteligentesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - T - BRUNO CAMPOS DA SILVA.pdfapplication/pdf34538396https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/58887/1/R%20-%20T%20-%20BRUNO%20CAMPOS%20DA%20SILVA.pdf55a2942c3e6bf768b151db41a932a057MD51open access1884/588872019-03-29 16:46:27.31open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/58887Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082019-03-29T19:46:27Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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