Um estudo eletroquímico aplicado ao tratamento de superfície : explorando a utilização do tanino de Acacia mearnsii como uma fonte natural para proteção anticorrosiva da liga AA5052

Abstract

A busca de inibidores de corrosão efetivos não apenas em termos de inibição à corrosão, mas também que não tenham impacto negativo sobre o meio ambiente, foi o desafio para o presente estudo. Neste, a discussão dos resultados está apresentada em quatro capítulos: no primeiro, uma etapa exploratória, é avaliada a toxicidade do tanino de Acacia mearnsii, demonstrando que este é um extrato seguro ao meio ambiente; também foi estudado o efeito da concentração do tanino, do pH e da temperatura em relação à inibição da corrosão do alumínio 99%. O tanino apresentou efeito inibidor tanto em meio ácido, quanto neutro e alcalino, sendo que o desempenho depende da concentração e da temperatura. O segundo capítulo contém o estudo da performance de taninos de diferentes fontes (plantas) e de diferentes taninos comerciais de acácia, em relação à inibição da corrosão da liga AA 5052. O tanino de acácia apresentou melhor resultado e, entre os diferentes taninos comerciais, o tanino WAQ mostrou melhor efeito inibidor. Na avaliação de diferentes rotas de encapsulamento do tanino, a rota R2S (two-step) produziu material com melhor desempenho como inibidor da corrosão. No terceiro capitulo são apresentados os resultados de performance ao longo do tempo, para placas da liga AA 5052 revestidas com tinta base solvente (BS) e base água (BA) contendo o material sintetizado. Os máximos valores de Log |Z| de 5,1 para R2S e 4,9 para R2SC8 (two-step com um segundo silano), superior a 4,6 (tinta sem o aditivo), após 210 dias de imersão demonstram que o inibidor permanece ativo com capacidade de proteger uma superfície com defeito no revestimento. O monitoramento da lixiviação demonstrou que a mesma não ocorre de forma imediata, explicando o efeito inibidor a longo termo. O material R2S apresentou melhor resultado quanto à ação self-healing nos sistemas BS, na comparação da impedância total de amostra com defeito, após 210 dias, em relação à amostra sem defeito após 40 dias de imersão. O material R2S resultou em melhores resultados quanto à impedância total nos revestimentos BA, sendo que tanto R2S quanto R2SC8 apresentaram efeito self-healing. No quarto capítulo é realizada uma avaliação, do material sintetizado, sob a perspectiva da sustentabilidade.

The corrosion prevention challenge related to the development of an effective metallic corrosion inhibitor not only in terms of corrosion inhibition, but also not having negative impacts on the environment was the motivation for this work. In the present study, the results discussion is presented in four chapters: the first one was an exploratory study, focusing on studying the Acacia mearnsii tannin toxicity. The bioassay demonstrated that the acacia tannin is a safe extract for the environment. In addition, in this chapter, the effect of tannin concentration, pH and temperature was studied in relation to the 99% aluminum corrosion inhibition. It was possible to observe that the tannin has an inhibition effect in acid, neutral and alkaline media. And, the inhibition performance depends on the tannin concentration as well as the temperature. The second chapter contains the study of the performance of tannins from different sources (plants) and the performance of different commercial tannins from acacia as an inhibitor for the alloy AA 5052. The best inhibition effect was for the acacia tannin and for the commercial type WAQ. It was possible to verify that the acacia tannin, when encapsulated by the two-step route (R2S), presented a better performance as a corrosion inhibitor. In the third chapter, the corrosion inhibition performance from long term tests are presented for AA 5052 aluminum alloy plates coated with solvent-based paint (BS) and water-based paint (BA), both with the synthesized material. The presence of encapsulated tannin improves the performance of the coating. The maximum values of Log |Z| 5.1 for R2S and 4.9 for R2SC8 (two-step route with a second silane), are greater than 4.6 (paint without the additive). Those results, after 210 days of immersion in an aggressive environment demonstrated that the inhibitor remains active with the ability to protect a defective surface. It was observed that the tannin leaching does not occur immediately, explaining the long-term inhibition effect. The R2S showed the best result regarding the self-healing action in BS systems, considering the total impedance of a defective sample, after 210 days of immersion compared to the 40 days non-defective coating sample. The R2S system also presented better results in terms of total impedance in BA coatings, which it was verified that both – R2S and R2SC8 – showed a self-healing effect. In the fourth chapter, the synthesized material is carried out from the sustainability perspective.