Síntesis de nanopartículas de polímero conductor para la aplicación en recubrimientos para la protección del aluminio

Abstract

Hace varios años que se ha demostrado la eficacia de los polímeros conductores (PCs) como aditivos anticorrosivos en pinturas de imprimación. Existen numerosos trabajos reportados en la literatura, sin embargo la aplicación industrial todavía no es viable. El problema está en la dispersión del polímero conductor en un medio líquido, como es el caso de las formulaciones de pinturas (en base acuosa o base orgánica). Los polímeros conductores presentan una elevada tendencia a aglomerarse fácilmente cuando son añadidos a otros sistemas poliméricos y disolventes, debido principalmente a la presencia de cargas electrostáticas en la cadena polimérica. Actualmente la solución pasa por reducir el tamaño de partícula a escalas nanométricas y añadir el PC bajo la acción de un sistema de ultrasonidos que impida la unión entre las nanopartículas (NPs) de polímero conductor.

En este proyecto se ha intentado mezclar un componente habitual en pinturas, como son los silicatos, con el polímero conductor, para lograr una mejor compatibilidad de este con el recubrimiento protector. Por tanto, el proyecto consistió en la síntesis y caracterización de NPs de polímero conductor, para su posterior aplicación como aditivo anticorrosivo. Las NPs están formadas por una fina capa de poli(hidroximetil-3,4-etilenedioxitiofeno) (Pedot-OH) sobre un substrato sólido de sílica funcionalizada. Después de la purificación, las NPs son dispersadas en una solución sol-gel formada por compuestos organosilanos (TEOS y VTMS) y ácido organofosfónico (DETAPO), que actuará como una capa protectora y adherente para la deposición de la pintura de imprimación comercial.

En este trabajo hemos empleado técnicas de caracterización, como FTIR, UV-vis, SEM, TEM y XPS, para estudiar la morfología y composición de las NPs, y para identificar los grupos funcionales orgánicos e inorgánicos de la NP que se ha sintetizado.

Finalmente, se recubren las chapas de aluminio (aleación AA2024) con la solución sol-gel, se obtiene un film sólido híbrido orgánico-inorgánico con partículas de Pedot-OH, se aplica una capa de pintura epoxi comercial y se realizan ensayos de corrosión en NaCl 3.5%.