Artigo em destaque: Revestimento com dupla funcionalidade para proteção contra corrosão.



[Texto de divulgação elaborado por Jéssica Verger Nardeli, coautora da pesquisa, com pequenas edições do Boletim da SBPMat.]

Imagem de microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) da superfície dos polímeros com dupla funcionalidade (à direita). (Fonte: Adaptado de Chemical Engineering Journal 2021, 404, 126478, DOI: 10.1016/j.cej.2020.126478).
Imagem de microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) da superfície dos polímeros com dupla funcionalidade (à direita). (Fonte: Adaptado de Chemical Engineering Journal 2021, 404, 126478, DOI: 10.1016/j.cej.2020.126478).

Uma equipe científica do Instituto de Química da Universidade Estadual Paulista (IQAr-UNESP) desenvolveu um revestimento de base biológica (biobased) que oferece proteção contra a corrosão com dupla funcionalidade. O trabalho contou com a colaboração da professora Fátima Montemor para a realização de estudos nos laboratórios do Instituto Superior Técnico de Lisboa, em Portugal.

Para produzir os novos revestimentos, micro flocos de zinco (Zn) de cerca de 13 µm foram dispersos em uma matriz polimérica de poliuretano sintetizada a partir de óleos vegetais (base biológica). Os revestimentos foram aplicados na liga AA7475, material moderno e competitivo para aplicações aeroespaciais,  para testar a proteção contra corrosão.

Quando o revestimento com micropartículas de zinco apresenta algum defeito, expondo o substrato ao meio corrosivo, inicia-se a dupla funcionalidade de forma autônoma (sem intervenção externa). O efeito de inibição de corrosão do pigmento zinco  combina-se com o efeito de autocura (self-healing) induzido pela reposição/aumento de ligações de hidrogênio na matriz polimérica de poliuretano, criando uma dupla funcionalidade para proteção contra corrosão.

As imagens de microscopia que acompanham este texto representam uma redução drástica na corrosão de uma chapa de alumínio AA7475 recoberta com um revestimento modificado com zinco em comparação com um revestimento referência. Ambas as amostras foram artificialmente arranhadas e colocadas em cloreto de sódio (NaCl) a 0,005 mol/L por 48 horas. No revestimento modificado, o arranhão recuperou-se completamente, enquanto no revestimento referência, o arranhão permaneceu até o substrato.

“A principal contribuição do trabalho está relacionada à dupla funcionalidade do revestimento em uma única camada, ou seja, efeito self-healing atribuído à reposição/aumento de ligações de hidrogênio (matriz polimérica) e bloqueio da superfície (micro partículas de zinco) que aumenta o efeito barreira”, resume Jéssica Verger Nardeli, doutora pelo Programa de Pós-Graduação em Química da UNESP. Jéssica é autora correspondente, junto ao professor Assis Vicente Benedetti (IQ-UNESP), do artigo que reporta a pesquisa, recentemente publicado no periódico Chemical Engineering Journal (fator de impacto 10,652). “Além do efeito self-healing da matriz polimérica e da proteção anódica (micro flocos de zinco), a inibição catódica adicional também é possível, principalmente em defeitos confinados no revestimento, devido ao bloqueio por produtos de corrosão, predominantemente, aqueles contendo zinco e alumínio. Os produtos de corrosão limitam o acesso do oxigênio aos locais ativos, desacelerando e, em última análise, inibindo a reação catódica”, conclui a doutora.

Assim, um mecanismo para a inibição catódica em defeitos confinados juntamente com o efeito self-healing foi proposto de acordo com esta representação esquemática:

Representação esquemática do mecanismo de proteção do revestimento de poliuretano com dupla funcionalidade. (Fonte: Adaptado de Chemical Engineering Journal 2021, 404, 126478, DOI: 10.1016/j.cej.2020.126478).
Representação esquemática do mecanismo de proteção do revestimento de poliuretano com dupla funcionalidade. (Fonte: Adaptado de Chemical Engineering Journal 2021, 404, 126478, DOI: 10.1016/j.cej.2020.126478).

De acordo com o prof. Dr. Assis Vicente Benedetti, o objetivo inicial do trabalho era encontrar um inibidor natural e eficiente na proteção contra corrosão de ligas de alumínio, juntamente com uma matriz polimérica eficiente na barreira contra permeação de eletrólitos. Dessa forma, durante seu doutorado, Jéssica Verger Nardeli realizou vários experimentos a partir de uma série de medidas eletroquímicas convencionais e localizadas, complementadas com cálculos computacionais. “Dessa forma, tivemos suporte para elaboração de um revestimento com dupla funcionalidade em uma única camada”, diz a doutora Jéssica.

Novidade do trabalho

É bem conhecido que existe abundante literatura abordando o tema de revestimentos para proteção contra corrosão de ligas de alumínio, mas ainda são escassos os estudos focando a proteção contra corrosão da liga AA7475, uma liga de alumínio relativamente moderna. Assim, os revestimentos para proteção contra corrosão da liga AA7475 são um importante assunto de pesquisa, e melhor ainda se esses revestimentos apresentarem dupla ação de proteção: autocura e inibição da corrosão. O revestimento de base biológica modificado com micro flocos de zinco desenvolvido e aplicado na liga AA7475 tem ambas as propriedades mencionadas

O trabalho recebeu financiamento da agência brasileira Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). A tese de doutorado de Jéssica Verger Nardeli foi indicada para o Prêmio CAPES de Tese 2021.

Autores do artigo. A partir da esquerda: Jéssica Verger Nardeli, Cecílio Sadao Fugivara, Maryna Taryba, Fátima Montemor, Assis Vicente Benedetti.
Autores do artigo. A partir da esquerda: Jéssica Verger Nardeli, Cecílio Sadao Fugivara, Maryna Taryba, Fátima Montemor e Assis Vicente Benedetti.

Referência do artigo científico: Biobased self-healing polyurethane coating with Zn micro-flakes for corrosion protection of AA7475. Jéssica Verger Nardeli, Cecílio Sadao Fugivara, Maryna Taryba, Fátima Montemor, Assis Vicente Benedetti, Chemical Engineering Journal, 404, 2021, 126478, https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126478.

Contato de autora correspondente: Jéssica Nardeli – jeh.nardeli@gmail.com


 


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