Control of cathodic reactivity via active protective layers

Abstract

O presente trabalho encontra-se dividido em quatro subtópicos: (1) Design do suporte para as amostras, (2) a escolha do inibidor e do tipo de revestimentos, (3) a incorporação dos nanocontentores nos revestimentos e por fim (4) a avaliação da eficiência dos sistemas criados. O suporte das amostras acopladas foi concebido tendo em conta o efeito galvânico entre as duas amostras. Os revestimentos a utilizar foram escolhidos epóxi e sol-gel A principal função destes revestimentos ´inteligentes´ é proteger liga de aluminio 2024 da corrosão, quando está acoplada galvanicamente com o polímero reforçado com fibras de carbono (CFRP). Em cada revestimento foram incorporados dois tipos de nanocontentores, LDH Mg/Al e Bentonite, carregados com o respectivo inibidor. Os nanocontentores LDH foram carregados com um inibidor orgânico 1,2,3-benzotriazole. No caso dos nanocontentores de bentonite o inibidor incorporado foi Ce(NO)3. A incorporação dos nanocontentores foi realizada por via mecânica por forma a obter uma maior homogeneidade. A liga de alumininio foi submetida a um pré – tratamento ( Socosurf ) e o polímero reforçado com fibras de carbono foi aplicado um prétratamento de Plasma pressão atmosférica. Por forma a avaliar a eficiência e propriedades anticorrosivas quer dos revestimentos quer dos inibidores, foram utilizadas as técnicas de caracterização: espectroscopia de impedância electroquímica (EIS), microscopia ótica, testes de adesão e teste de nevoeiro salino (SST). O trabalho foi realizado em ambiente industrial (Airbus Group Innovations).

This work is divided into four sub-topics: (1) Design support for the samples; (2) the choice of the inhibitor and the type of coating, (3) the incorporation of nanocontainers in coatings and lastly (4) the efficiency of the chosen systems. The support of the coupled samples was designed to prove the galvanic effect between the two samples. Taking into account, the coatings were chosen using epoxy and sol-gel, the function of these "smart" coatings is to protect aluminum 2024 alloy, when electrically coupled to carbon fiber reinforced plastic (CFRP), against corrosion. In each coating two types of nanocontainers were incorporated, LDH Mg / Al and Bentonite, loaded with the respective inhibitor. The LDH nanocontainers were loaded with an organic inhibitor 1,2,3-benzotriazole. In the case of Bentonite nanocontainers the embedded inhibitor was Ce (NO)3. The incorporation of nanocontainers was accomplished through mechanical stirring in order to achieve greater uniformity. On the aluminum alloy and on the carbon fiber reinforced plastic a pre-treatment (Socosurf) and a pretreatment Atmospheric Pressure Plasma, respectively were applied. In order to test the efficiency and anticorrosive properties of the coating and inhibitors, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), optical microscopy, adhesion test and salt spray test (SST) were used. The work was carried out in an industrial environment (Airbus Group Innovations).