Compósitos de polianilina e nanopartículas de magnetita eletropolimerizados sobre o aço AISI 1020: correlação entre variáveis operacionais, características eletroquímicas e propriedades anticorrosiva

• Autor(a) principal: Santos, Lucas Henrique Eiras dos
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-15102019-082727/
• topic: aço AISI 1020; AISI 1020 steel; corrosão; corrosion; electropolymerization; eletropolimerização; magnetite nanoparticles; nanopartículas de magnetita; polianilina; polyaniline

A utilização da polianilina (PAni) na proteção contra a corrosão metálica é promissora, considerando aspectos ambientais e industriais. A aplicação da PAni na forma de compósitos com nanoestruturas permite obter recobrimentos com características reforçadas. Neste caso, compósitos com nanopartículas de magnetita (n-Fe3O4) são de especial interesse devido à melhora da eletroatividade da PAni provida pelas nanopartículas. Entretanto, o uso destes materiais para esta finalidade permanece um desafio devido a lacunas no conhecimento a respeito da relação entre parâmetros de síntese dos filmes, suas características e propriedades anticorrosivas. Neste trabalho foram obtidos recobrimentos compósitos de PAni/n-Fe3O4 sobre o aço AISI 1020 utilizando o método eletroquímico potenciostático, variando-se os parâmetros operacionais do processo. As técnicas de caracterização utilizadas (MEV, ATR-FTIR, e VC) mostram que a eletroatividade dos recobrimentos de PAni está intimamente relacionada com a porosidade dos filmes, uma vez que estes são estruturalmente semelhantes mas diferem na quantidade de agregados poliméricos superficiais, que aumenta com o tempo de síntese. O mesmo foi observado em relação aos compósitos de PAni/n-Fe3O4, sendo que neste caso se observou que as nanopartículas têm um efeito catalítico na polimerização da anilina. Também se observou que o aumento da concentração das nanopartículas influencia a porosidade e a eletroatividade dos filmes. O perfil de potencial de circuito aberto dos eletrodos recobertos, em solução contendo íons cloreto, mostra que os recobrimentos poliméricos e compósitos protegem o substrato metálico contra a corrosão mas são permeáveis à solução eletrolítica. As curvas de polarização potenciodinâmica mostram que os recobrimentos, poliméricos e compósitos, sintetizados em potenciais mais baixos e por tempos mais curtos proporcionam grandes deslocamentos do potencial de corrosão do substrato, o que está relacionado com a baixa porosidade (P) destes recobrimentos. Os valores de P foram estimados a partir de parâmetros obtidos da extrapolação das retas de Tafel e da resistência de polarização linear. A variação de log P em função do potencial de corrosão das diferentes amostras mostrou que os recobrimentos de PAni menos porosos são inibidores mais efetivos da corrosão do aço. Os recobrimentos compósitos apresentam capacidade inibidora igual, ou superior, a dos filmes de PAni, ainda que possuam porosidades ligeiramente maiores. Neste trabalho foi verificado que os parâmetros operacionais da eletropolimerização têm grande efeito sobre a porosidade dos filmes à base de PAni. Embora esta característica determina a efetividade dos recobrimentos na proteção contra a corrosão, a presença de n-Fe3O4 contribui com os mecanismos eletroquímicos de proteção contra a corrosão.