Avaliação do efeito da incorporação de derivados de grafeno nas propriedades eletroquímicas de resina poliuretânica a base de água visando o desenvolvimento de tintas
| dc.contributor.advisor | Silva, Cecilia de Carvalho Castro e | |
| dc.contributor.author | Fernandes, Rafael Ferreira | |
| dc.date.accessioned | 2024-09-30T18:31:14Z | |
| dc.date.available | 2024-09-30T18:31:14Z | |
| dc.date.issued | 2024-08-23 | |
| dc.description.abstract | A corrosão é um processo eletroquímico em que um metal é deteriorado naturalmente com o tempo e exposição ao ambiente. Este fenômeno é responsável por grande impacto na economia global, e além de degradar a fisionomia do material, também compromete suas propriedades, causando risco a segurança de construções. Dentre diversas formas a se evitar a corrosão, destaca-se o uso de revestimentos, estes são economicamente mais viáveis e de fácil aplicação. A produção de tintas cada vez mais resistentes, duráveis, com propriedades anticorrosivas e procurando estar de acordo com os princípios da Química Verde, atualmente é um desafio emergente e uma demanda do mercado. Assim, o presente trabalho tem por objetivo avaliar o efeito da inserção de nanomateriais de carbono, como óxido de grafeno (GO) e óxido de grafeno reduzido (rGO) na matriz polimérica de resinas poliuretanas a base de água (do inglês WPU, waterbone polyurethane), visando o desenvolvimento de tintas com propriedades anticorrosivas para recobrimento de superfícies metálicas. Inicialmente foi otimizado o processo de dispersão dos derivados de grafeno na resina de WPU, onde foram avaliadas as seguintes concentrações WPU-GO 0,013%(m/m), WPU-GO-EDA 0,013%(m/m), WPU-rGO 0,064%(m/m), WPU-GO 0,13%(m/m) e WPU-GO 1,28%(m/m). Em seguida, as suspensões obtidas foram analisadas por técnicas espectroscópicas como, espectroscopia Raman e Espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier. Para averiguar o potencial de proteção à corrosão das placas metálicas, pela aplicação das tintas desenvolvidas, foram realizados ensaios de curvas de polarização hidrodinâmica. Foi avaliado o efeito da etilenodiamina (EDA) na resina WPU modificada com 0,013% (m/m) de GO para melhorar a dispersabilidade na matriz polimérica, onde obteve-se um ótimo comportamento de resistência a corrosão, em solução 3,5% (m/v) em NaCl, atingindo-se baixíssimos valores de densidade de corrente, da ordem de 10-9 A cm-2 e potenciais de corrosão de -0.118 V, próximos de 0 V. A combinação do elevado tamanho lateral das folhas de GO e a funcionalização com EDA promoveu uma interação eficiente entre a matriz polimérica e os grupos funcionais do GO, resultando em uma resposta eletroquímica favorável para a proteção anticorrosiva. | |
| dc.description.sponsorship | CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível | |
| dc.description.sponsorship | CNPQ - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico | |
| dc.identifier.uri | https://dspace.mackenzie.br/handle/10899/39457 | |
| dc.language.iso | pt_BR | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Universidade Presbiteriana Mackenzie | |
| dc.subject | proteção a corrosão | |
| dc.subject | tintas | |
| dc.subject | derivados de grafeno | |
| dc.subject | WPU | |
| dc.title | Avaliação do efeito da incorporação de derivados de grafeno nas propriedades eletroquímicas de resina poliuretânica a base de água visando o desenvolvimento de tintas | |
| dc.type | Dissertação | |
| local.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/6889517148629242 | |
| local.contributor.advisorOrcid | https://orcid.org/0000-0003-3933-1838 | |
| local.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/2236524351055436 | |
| local.contributor.board1 | Maroneze, Camila Marchetti | |
| local.contributor.board1Lattes | http://lattes.cnpq.br/2414168927233444 | |
| local.contributor.board1Orcid | https://orcid.org/0000-0002-6835-4476 | |
| local.contributor.board2 | Vargas, Isabella Marini | |
| local.contributor.board2Lattes | http://lattes.cnpq.br/3419436054119088 | |
| local.description.abstracten | Corrosion is an electrochemical process in which a metal naturally deteriorates over time and exposure to the environment. This phenomenon has a significant impact on the global economy, as it not only degrades the appearance of the material but also compromises its properties, posing a risk to the safety of constructions. Among various methods to prevent corrosion, the use of coatings (also known as paints) stands out as economically viable and easy to apply. The production of increasingly resistant, durable paints with anticorrosive properties, and seeking to align with the principles of Green Chemistry, is currently an emerging challenge and market demand. Thus, this work aims to evaluate the effect of inserting carbon nanomaterials, such as graphene oxide (GO) and reduced graphene oxide (rGO), into the polymeric matrix of waterborne polyurethane resins (WPU), aiming at developing paints with anticorrosive properties for coating metal surfaces. Initially, the dispersion process of graphene derivatives in WPU resin was optimized, where the following concentrations were evaluated: WPU-GO 0,013% (w/w), WPU-GO-EDA 0,013% (w/w), WPU-rGO 0,064% (w/w), WPU-GO 0,13% (w/w), and WPU-GO 1,28% (w/w). Subsequently, the obtained suspensions were analyzed by spectroscopic techniques such as Raman spectroscopy and Fourier-transform infrared spectroscopy. Hydrodynamic polarization curve tests were conducted to assess the corrosion protection potential of the developed paints on metal plates. The effect of the incorporation of ethylenediamine (EDA) in WPU resin modified with 0,013% (w/w) GO was evaluated, aiming to promote greater dispersibility in the polymer matrix, where excellent corrosion resistance behavior was obtained in a 3,5% (w/v) NaCl solution, achieving very low current density values, on the order of 10-9 A cm-2, and corrosion potentials of -0.118 V, close to 0 V. The combination of the large lateral size of GO sheets and the functionalization with EDA promoted an efficient interaction between the polymeric matrix and the functional groups of GO, resulting in a favorable electrochemical response for anticorrosive protection. | |
| local.keywords | corrosion protection | |
| local.keywords | paints | |
| local.keywords | graphene derivatives | |
| local.keywords | WPU | |
| local.publisher.country | Brasil | |
| local.publisher.department | Escola de Engenharia Mackenzie (EE) | |
| local.publisher.initials | UPM | |
| local.publisher.program | Engenharia de Materiais e Nanotecnologia | |
| local.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS |