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Estudio de la aplicación de la polianilina modificada con plastificante como aditivo anticorrosivo
Arranz Aguado, Carolina
Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Química; Armelín Diggroc, Elaine Aparecida; Iribarren Laco, José Ignacio
El objetivo de este proyecto es comparar y estudiar la protección ante la corrosión de chapas metálicas de acero pintadas con una pintura de imprimación epoxi. La pintura epoxi empleada en el estudio es una formulación nueva, diseñada en nuestros laboratorios, con el único objetivo de sustituir los aditivos anticorrosivos inorgánicos por un polímero conductor, conocido como polianilina emeraldina base (Pani-EB). Algunos estudios previos han demostrado que este polímero es un excelente inhibidor de la corrosión y, por este motivo, uno de nuestros objetivos es emplear la polianilina como una alternativa a los aditivos o pigmentos inorgánicos generalmente empleados en pinturas marinas o anticorrosivas, como pueden ser, el cromo o el zinc metálicos. Para ello se realizan ensayos de corrosión acelerados en laboratorio con los recubrimientos modificados y sin modificar con polímero conductor. Por otro lado, cabe destacar que la polianilina, a pesar de presentar excelentes propiedades de adherencia y protección a sustratos metálicos, presenta una gran insolubilidad y una gran capacidad para aglomerarse cuando entra en contacto con un medio líquido, además de presentar malas propiedades mecánicas de formación de film. La pintura epoxi, a su vez, es una formulación en base solvente, de elevada resistencia química, cuyos aditivos y pigmentos deben estar perfectamente dispersados formando una emulsión homogénea. Cabe destacar que ya se han presentados estudios similares con este tipo de pintura epoxi, sin embargo, la diferencia entre este trabajo y los otros estudios de proyectos de final de carrera realizados previamente en nuestros laboratorios es la incorporación de un compuesto que actúa como plastificante de la polianilina, el 4-cloro-3-metilfenol (CMF). El CMF será utilizado en el presente proyecto con el objetivo de mejorar tanto las propiedades de solubilidad del polímero conductor en el vehículo de la pintura como sus propiedades mecánicas de formación de film. El paso previo al pintado de las chapas de acero es la caracterización fisicoquímica de la pintura mediante técnicas de espectroscopia de infrarrojos (FTIR), microscopía óptica (MO), microscopía electrónica de barrido (SEM) y determinación de propiedades mecánicas empleando ensayos de tracción-deformación. Tras la caracterización completa del recubrimiento, se procede a limpiar las chapas de acero mediante un pretratamiento de la superficie a proteger con un decapado mecánico con bolas de zirconio, según norma UNE-EN-ISO 8504 (Preparation of steel substrates before application of paints and related products – Surface preparation methods) y se pintan las probetas por inmersión. La pintura se deja secar a temperatura ambiente durante una semana para la completa formación del recubrimiento epoxi curado. Una vez secas, se miden los espesores y se procede a marcarlas por una cara con un cúter que alcance la superficie del sustrato metálico. Así, las chapas son sometidas a ensayos acelerados de corrosión simulando un medio marino (disolución de NaCl al 3,5%, pH=6,5) mediante la utilización de un robot que las sumerge, las escurre y las seca en intervalos cíclicos y continuos de una hora de duración cada uno. Paralelamente se realizan ensayos de corrosión acelerados por niebla salina (vapor de NaCl al 5%, pH=6,5), según norma ASTM B117 (Standard Practice for Operating Salt Spray Fog Apparatus). Las propiedades de protección del recubrimiento se miden por la pérdida de adherencia y el grado de corrosión en el aspa. Ambos parámetros se evalúan según norma ASTM D1654 (Standard Test Method for Evaluation of Painted or Coated Specimens). Por otro lado, también se realizan estudios electroquímicos de resistencia a la polarización para estimación de la velocidad de corrosión del metal protegido. Con este estudio se ha podido comprobar que el empleo del compuesto orgánico CMF, indicado como plastificante de la polianilina, no ha ejercido tal efecto y además ha empeorado muchísimo las propiedades protectoras del recubrimiento epoxi, tal y como se observó en los experimentos de corrosión. Por tanto, se concluye que el CMF no es compatible con las formulaciones epoxi compuestas por dos componentes (base y agente de curado) y el aditivo anticorrosivo basado en la polianilina emeraldina base. La Pani- EB/CMF actuó como aditivo anticorrosivo en un intervalo de tiempo demasiado corto para ser empleado como inhibidor de la corrosión. En trabajos futuros se deberá estudiar muy detalladamente la capacidad de formación de film de ambos componentes: CMF y Pani-EB, o bien, emplear distintos formas de la polianilina (distintos estados de oxidación), para evaluar la influencia del CMF en la misma; antes de aplicarla a la formulación de pintura.
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