Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopados

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Santos, Fábio Cesar dos [UNESP]
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/110704
Resumo: Environmentally compliant organic-inorganic hybrid coatings for efficient corrosion protection of metallic surfaces are alternatives to the current methods based on chromate passivation. In this context hybrids coatings were prepared using the sol-gel process from the radical polymerization of methyl methacrylate (MMA) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS) followed by the step of acidic hydrolysis and polycondensation of the silanes tetraethoxysilane (TEOS) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS). To investigate the effectiveness of the hydrolysis/polycondensation process and the resulting structural properties, coatings were prepared with different ethanol to water proportions (0 < Ethanol/H2O < 1) for constant organic to inorganic phase ratio (MMA/TEOS = 4). The structural properties of ~2 μm thick films, deposited onto carbon steel substrates by dip-coating, were correlated with their anti corrosion efficiency. Nuclear magnetic resonance, X-ray photoelectron spectroscopy, thermogravimetry and nanoscratch test were used to study the structural properties and adhesion on steel. Electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves were carried out to evaluate the corrosion resistance of the coated samples after long-term exposure in standard saline (3,5%) and saline/acid (pH 1)environments. The results of structural analysis showed that in a intermediate Ethanol/H2O range the enhanced reactivity of alcoxy groups during the hydrolysis process results in a high connectivity (>83%) of the hybrid network, which harbors efficiently the completely polymerized organic phase and thus provides a dense composite structure with high thermal stability. The nanoscratch test showed that the coatings have a very good adhesion to steel and low surface roughness. The electrochemical measurements showed that the sample with ethanol to H2O ratio of 0.2, has the highest corrosion resistance of up to 10 GΩ...
id UNSP_3db1daa9cd208c4468528b5386f688ac
oai_identifier_str oai:repositorio.unesp.br:11449/110704
network_acronym_str UNSP
network_name_str Repositório Institucional da UNESP
repository_id_str 2946
spelling Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopadosFísico-químicaProcesso sol-gelCorrosão e anticorrosivosRevestimentos protetoresSol-gel processEnvironmentally compliant organic-inorganic hybrid coatings for efficient corrosion protection of metallic surfaces are alternatives to the current methods based on chromate passivation. In this context hybrids coatings were prepared using the sol-gel process from the radical polymerization of methyl methacrylate (MMA) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS) followed by the step of acidic hydrolysis and polycondensation of the silanes tetraethoxysilane (TEOS) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS). To investigate the effectiveness of the hydrolysis/polycondensation process and the resulting structural properties, coatings were prepared with different ethanol to water proportions (0 < Ethanol/H2O < 1) for constant organic to inorganic phase ratio (MMA/TEOS = 4). The structural properties of ~2 μm thick films, deposited onto carbon steel substrates by dip-coating, were correlated with their anti corrosion efficiency. Nuclear magnetic resonance, X-ray photoelectron spectroscopy, thermogravimetry and nanoscratch test were used to study the structural properties and adhesion on steel. Electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves were carried out to evaluate the corrosion resistance of the coated samples after long-term exposure in standard saline (3,5%) and saline/acid (pH 1)environments. The results of structural analysis showed that in a intermediate Ethanol/H2O range the enhanced reactivity of alcoxy groups during the hydrolysis process results in a high connectivity (>83%) of the hybrid network, which harbors efficiently the completely polymerized organic phase and thus provides a dense composite structure with high thermal stability. The nanoscratch test showed that the coatings have a very good adhesion to steel and low surface roughness. The electrochemical measurements showed that the sample with ethanol to H2O ratio of 0.2, has the highest corrosion resistance of up to 10 GΩ...Revestimentos ambientalmente compatíveis híbridos orgânico-inorgânicos para proteção contra a corrosão de superfícies metálicas são alternativas aos métodos baseados em passivação que utilizam cromatos. Neste contexto, revestimentos híbridos foram preparados utilizando o processo sol-gel a partir da polimerização radicalar entre o metacrilato de metila (MMA) e o 3- metacriloxipropriltrimetoxisilano (MPTS) seguido pela etapa de hidrólise e policondensação ácida dos silanos tetraetoxisilano (TEOS) e 3- metacriloxipropriltrimetoxisilano (MPTS).Para investigar a efetividade das reações de hidrólise/condensação e propriedades estruturais resultantes, revestimentos foram preparados com diferentes proporções Etanol para água (0 < Etanol/ H2O < 1) para uma razão orgânico/inorgânico constante (MMA/TEOS = 4). As propriedades estruturais dos revestimentos com espessura de ~2 μmdepositados sobre substratos de aço carbono por dip-coating, foram correlacionadas com sua eficiência anticorrosiva. Ressonância magnética nuclear, espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-X, termogravimetria e testes de nanoscratch foram utilizados para estudar as propriedades estruturais e adesão filme/substrato. Espectroscopia de impedância eletroquímica e curvas de polarização foram conduzidos para elucidar a resistência contra a corrosão das amostras revestidas após longos períodos de exposição ao meio salino (NaCl 3,5%) e salino/ácido (pH 1). Os resultados das análises estruturais mostraram que para uma razão intermediária Etanol/H2O, a reatividade dos grupos silanóis durante as reações de hidrólise e condensação resulta em uma alta conectividade da rede inorgânica (> 83%) da rede híbrida, que abriga eficientemente a fase orgânica e assim fornece uma densa estrutura compósita com alta estabilidade térmica. Os teste de nanoscratch mostraram que os revestimentos possuem ótima adesão ao aço e baixa rugosidade.Universidade Estadual Paulista (Unesp)Hammer, Peter [UNESP]Santilli, Celso Valentim [UNESP]Universidade Estadual Paulista (Unesp)Santos, Fábio Cesar dos [UNESP]2014-11-10T11:09:59Z2014-11-10T11:09:59Z2014-03-19info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis69 f. : il.application/pdfSANTOS, Fábio Cesar dos. Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopados. 2014. 69 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Instituto de Química de Araraquara, 2014.http://hdl.handle.net/11449/110704000773511000773511.pdf33004030072P8646684102350613155842986818708650000-0002-3823-00500000-0002-8356-8093Alephreponame:Repositório Institucional da UNESPinstname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)instacron:UNESPporinfo:eu-repo/semantics/openAccess2023-12-06T06:15:19Zoai:repositorio.unesp.br:11449/110704Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.unesp.br/oai/requestopendoar:29462023-12-06T06:15:19Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)false
dc.title.none.fl_str_mv Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopados
title Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopados
spellingShingle Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopados
Santos, Fábio Cesar dos [UNESP]
Físico-química
Processo sol-gel
Corrosão e anticorrosivos
Revestimentos protetores
Sol-gel process
title_short Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopados
title_full Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopados
title_fullStr Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopados
title_full_unstemmed Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopados
title_sort Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopados
author Santos, Fábio Cesar dos [UNESP]
author_facet Santos, Fábio Cesar dos [UNESP]
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Hammer, Peter [UNESP]
Santilli, Celso Valentim [UNESP]
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.contributor.author.fl_str_mv Santos, Fábio Cesar dos [UNESP]
dc.subject.por.fl_str_mv Físico-química
Processo sol-gel
Corrosão e anticorrosivos
Revestimentos protetores
Sol-gel process
topic Físico-química
Processo sol-gel
Corrosão e anticorrosivos
Revestimentos protetores
Sol-gel process
description Environmentally compliant organic-inorganic hybrid coatings for efficient corrosion protection of metallic surfaces are alternatives to the current methods based on chromate passivation. In this context hybrids coatings were prepared using the sol-gel process from the radical polymerization of methyl methacrylate (MMA) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS) followed by the step of acidic hydrolysis and polycondensation of the silanes tetraethoxysilane (TEOS) and 3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate (MPTS). To investigate the effectiveness of the hydrolysis/polycondensation process and the resulting structural properties, coatings were prepared with different ethanol to water proportions (0 < Ethanol/H2O < 1) for constant organic to inorganic phase ratio (MMA/TEOS = 4). The structural properties of ~2 μm thick films, deposited onto carbon steel substrates by dip-coating, were correlated with their anti corrosion efficiency. Nuclear magnetic resonance, X-ray photoelectron spectroscopy, thermogravimetry and nanoscratch test were used to study the structural properties and adhesion on steel. Electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves were carried out to evaluate the corrosion resistance of the coated samples after long-term exposure in standard saline (3,5%) and saline/acid (pH 1)environments. The results of structural analysis showed that in a intermediate Ethanol/H2O range the enhanced reactivity of alcoxy groups during the hydrolysis process results in a high connectivity (>83%) of the hybrid network, which harbors efficiently the completely polymerized organic phase and thus provides a dense composite structure with high thermal stability. The nanoscratch test showed that the coatings have a very good adhesion to steel and low surface roughness. The electrochemical measurements showed that the sample with ethanol to H2O ratio of 0.2, has the highest corrosion resistance of up to 10 GΩ...
publishDate 2014
dc.date.none.fl_str_mv 2014-11-10T11:09:59Z
2014-11-10T11:09:59Z
2014-03-19
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SANTOS, Fábio Cesar dos. Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopados. 2014. 69 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Instituto de Química de Araraquara, 2014.
http://hdl.handle.net/11449/110704
000773511
000773511.pdf
33004030072P8
6466841023506131
5584298681870865
0000-0002-3823-0050
0000-0002-8356-8093
identifier_str_mv SANTOS, Fábio Cesar dos. Desenvolvimento de sistemas multifuncionais baseados em híbridos orgânico-inorgânicos dopados. 2014. 69 f. Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Instituto de Química de Araraquara, 2014.
000773511
000773511.pdf
33004030072P8
6466841023506131
5584298681870865
0000-0002-3823-0050
0000-0002-8356-8093
url http://hdl.handle.net/11449/110704
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 69 f. : il.
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Estadual Paulista (Unesp)
dc.source.none.fl_str_mv Aleph
reponame:Repositório Institucional da UNESP
instname:Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron:UNESP
instname_str Universidade Estadual Paulista (UNESP)
instacron_str UNESP
institution UNESP
reponame_str Repositório Institucional da UNESP
collection Repositório Institucional da UNESP
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UNESP - Universidade Estadual Paulista (UNESP)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1803046820067147776