Study of organic anticorrive coatings based on epoxy resin with incorporation of coconut microfiber (Cocos nucifera L.)

Autor: Bárbara Rodrigues Freitas
Přispěvatelé: Fernando Cotting, Vanessa de Freitas Cunha Lins, Elisângela Aparecida da Silva, Vera Rosa Capelossi
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
Popis: CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico Os revestimentos orgânicos são o principal método de proteção metálica contra a corrosão atmosférica, devido ao seu custo-benefício. Os sistemas de pintura anticorrosivos com resina epóxi apresentam alta eficiência, entretanto esses materiais são aprimorados pela adição de aditivos orgânicos e inorgânicos. Os aditivos bloqueiam os microporos da superfície presentes nos revestimentos à base de resina epóxi. Aliando a questão ambiental do reaproveitamento de um subproduto agrícola, com a necessidade de pesquisa e desenvolvimento de componentes para revestimentos ecologicamente corretos, este trabalho analisa a viabilidade da incorporação da microfibra de coco, como pigmento renovável, em revestimentos anticorrosivos à base de resina epóxi. Para a incorporação no sistema epóxi, a fibra foi fragmentada e peneirada (MESH 250). Para melhorar a incorporação no sistema epóxi, as microfibras foram submetidas a um tratamento alcalino, com imersão em solução de hidróxido de sódio - NaOH 5% em massa - por 24 horas. A caracterização morfológica da microfibra não tratada (FN) e da microfibra tratada (FT) foi realizada por meio de difração a laser e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As amostras de FN e FT foram analisadas por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR-ATR) e sua degradação térmica por análise termogravimétrica (TG/DG). Além disso, as amostras foram caracterizadas quanto à densidade e absorção de óleo. Para a avaliação da efetividade como pigmento anticorrosivo, foram realizados ensaios gravimétricos de perda de massa e medidas de polarização potenciodinâmicas. Após a incorporação da fibra, os revestimentos foram avaliados por meio da técnica espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Apesar da alta absorção de óleo das amostras (FN-95,73, FT-99,46), elas apresentaram baixa densidade, resultando em valores de CPVC que possibilitam a formulação de revestimentos com PVC ideal. Os resultados de FTIR-ATR mostraram que as amostras de microfibras não tratadas possuem uma matriz lignocelulósica e taninos em sua composição, por outro lado, foi identificada a remoção de alguns materiais da estrutura na amostra tratada, aumentando a concentração de lignina em sua estrutura. Os resultados de perda de massa e das curvas de polarização potenciodinâmica mostraram uma eficiência de inibição de aproximadamente 70% para FN e 90% para FT. Os revestimentos em que a microfibra não tratada foi incorporada apresentaram maiores valores de módulos de impedância em baixas frequências (BF), em relação as demais amostras. Por meio do presente estudo foi possível verificar que as microfibras de coco têm um potencial uso como um pigmento verde anticorrosivo para o sistema epóxi. Organic coatings are the main method of metal protection against atmospheric corrosion due to their cost-effectiveness. Anticorrosive paint systems with epoxy resin have high efficiency, however, these materials are improved by the addition of organic and inorganic additives. Additives block surface microspore’s epoxy resin-based coatings. Combining the environmental issue of the reuse of an agricultural by-product, with the need for research and development of components for ecologically correct coatings, this work analyzes the feasibility of incorporating coconut microfiber, as a renewable pigment, in anticorrosive coatings based on epoxy resin. For incorporation in the epoxy system, the fiber was fragmented and sieved (MESH 250). To evaluate better incorporation in the epoxy system, the microfibers were submitted to alkaline treatment, with immersion in sodium hydroxide solution - NaOH 5% by mass - for 24 hours. The morphological characterization of untreated microfiber (FN) and treated microfiber (FT) was performed by laser diffraction and scanning electron microscopy (SEM). The FN and FT samples were analyzed by spectroscopy in the infrared region with Fourier transform (FTIR-ATR) and their thermal degradation by thermogravimetric analysis (TG/DG). In addition, the samples were characterized for density and oil absorption. To evaluate its effectiveness as an anticorrosive pigment, gravimetric mass loss tests and potentiodynamic polarization measurements were performed. After fiber incorporation, the coatings were evaluated using the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) technique. Despite the high oil absorption of the samples (FN-95.73, FT-99.46), they showed low density, resulting in CPVC values that allow the formulation of coatings with ideal PVC. The FTIR-ATR results showed that the untreated microfiber samples have a lignocellulosic matrix and tannins in their composition, on the other hand, the removal of some materials from the structure in the treated sample was identified, increasing the concentration of lignin in its structure. The results of the mass loss tests and the potentiodynamic polarization curves showed an inhibition efficiency of approximately 70% for FN and 90% for FT. The coatings in which the untreated microfiber was incorporated showed higher values of impedance modules at low frequencies (LF) than the other samples. Through the present study, it was possible to verify that coconut microfibers have potential use as an anticorrosive green pigment for the epoxy system.
Databáze: OpenAIRE
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