Modificação de bentonites para revestimentos funcionais

Abstract

O desenvolvimento de micro/nanocontentores para armazenar uma determinada espécie ativa e libertá-la de forma controlada tem sido utilizado para obter novos revestimentos protetores contra a corrosão de substratos metálicos. O principal objetivo deste trabalho consistiu na intercalação de inibidores de corrosão e moléculas indicadores de pH (antocianinas) em bentonites, para posterior incorporação em revestimentos híbridos sol-gel, de forma a conferir proteção ativa e agir também como sensor aos referidos revestimentos, quando aplicados a substratos metálicos. Como inibidores de corrosão usou-se o Ce3+, Zn2+ e Ca2+, que se intercalou nas bentonites a partir de sais solúveis destes catiões, enquanto que no caso dos sensores de pH, procedeu-se à extração de antocianinas a partir de mirtilos, tendo-se testado a sua intercalação nas bentonites, na sua forma protonada (condições ácidas). Os materiais obtidos foram caracterizados por DRX, FTIR, TGA, SEM, DLS e potencial zeta. Em relação aos sensores de pH, verificou-se que os extractos obtidos continham antocianinas mas que a sua intercalação nas bentonites não foi bem sucedida. No entanto, a mudança de cor em solução em função do pH foi observada e correlacionada com dados obtidos por espectrofotometria de UV-Vis. No caso dos inibidores de corrosão, o desempenho das bentonites modificadas envolveu duas partes distintas: estudo de libertação por HPLC e desempenho anti-corrosão avaliado por técnicas electroquímicas (EIS). Os estudos de libertação demonstraram uma libertação controlada de catiões metálicos intercalados. Nos estudos de EIS a presença de bentonites, diretamente dispersas no eletrólito ou incorporadas no revestimento, apresentam efeitos positivos na proteção dos substratos metálicos estudos (liga de alumínio 2024-T3 e cobre).

The development of micro/nanocontainers for storage and controlled release of active species has been recently used to obtain novel protective coatings against corrosion of metallic substrates. The main objective of this work consisted of intercalation of corrosion inhibitors and pH indicator molecules (anthocyanins) into bentonites, for subsequent incorporation in hybrid sol-gel coatings, in order to confer active corrosion protection and sensing action. Ce3+, Zn2+ and Ca2+ were used as corrosion inhibitors, intercalated in bentonites from soluble salts, while for pH sensors, anthocyanins were extracted from blueberries and intercalated in their protonated form. The resulting materials were then characterized by XRD, FTIR, TGA, SEM, DLS and zeta potential. The extracts obtained from blueberries contained anthocyanins but their intercalation into bentonites was not successful. However, the color changes obtained in solution as a function of pH was correlated to data obtained from UV-Vis spectrophotometry. In the case of corrosion inhibitors the performance of modified bentonites was evaluated into two parts: release studies by HPLC and anti-corrosion efficiency evaluated by electrochemical techniques (EIS). The release studies showed that the release of cations from bentonites is controlled and EIS studies performed in the presence of bentonites, dispersed in the electrolyte or incorporated in the coating, provided positive effect in the protection of metallic substrates aluminum alloy 2024-T3 and copper.