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Liquid mixture is everywhere in the chemical industry and widely studied by researchers. An accurate prediction of its physicochemical property is of vital importance in developing efficient process optimization. However, measurements from experiment are usually time consuming and inefficient. Furthermore, clear understanding of many of fundamental physicochemical phenomena hasn't been obtained, which restricts the development of novel products. Molecular simulation techniques have become an impressive tool to deal with these challenges during past decades. This thesis mainly applied molecular simulation to predict the physicochemical properties of industrially relevant mixtures and investigate the molecular mechanism behind observed phenomena. Among various properties, cohesive energy is the central focus, which reveals intermolecular interactions between molecules of different types. Mixture systems of two different areas of application were studied. The first is amorphous polymer-plasticizer mixtures, which, with varying composition, correspond to plastic products of different grades for application in different areas. The most important class of plasticizers are phthalate diesters, in which di (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) is the most frequently used compound. However, phthalates are prone to migration loss from the host poly(vinyl chloride) (PVC), which results in the contamination of surrounding environment, gradual deterioration of plastics performance, and potential harm to human health. It has thus prompted tightening governmental regulation on their usage. With this background, we aim to address three challenges: (I) model plasticized PVC to predict its physicochemical property, (II) obtain molecular insight into plasticization and plasticizer diffusion pattern inside PVC, (III) correlate plasticizer performance -- compatibility, efficacy, and mobility -- with its molecular structure. Cohesive energy plays a central role especially in understanding plasiticzer compatibility and migration tendency. Our modeling and simulation protocol is firstly tested on phthalates, where the simulated plasticization efficacy and thermodynamic compatibility with the host polymer agree well with all known experimental observations. Furthermore, through simulation of plasticizer diffusion pattern, we found relaxation of the alkyl side chains is a key factor in plasticizer migration. Next, we expand our simulation to a wider group of plasticizers including adipates, trimellitates, and citrates. The computed mixing enthalpy and Young's modulus again show an excellent agreement with available experimental data. Dependance of plasticizer performance on seven molecular design parameters are evaluated. The obtained relationship clearly tells us decreasing leg length or increasing branching on the leg will raise plasticizer compatibility with PVC, changing the torso group from benzene ring to alkane chain will highly improve plasticizer efficacy, and attaching three legs on the torso will decrease plasticizer mobility. As a side outcome, we also report a nontrivial chain-length dependence of the cohesive energy and solubility parameter of long-chain polymers, which is an important consideration in the calculation of these quantities using molecular simulation. The second area is azeotropes, the separation of which in chemical processes is usually very difficult due to the same composition in vapor and liquid phases at the azeotropic point. So far, a fundamental understanding of azeotrope formation is still missing. In this thesis, we aim to address two fundamental questions: (I) the mechanism for ethanol/benzene azeotrope formation, (II) classification of different polar-polar positive azeotropes. First, Gibbs ensemble Monte Carlo (GEMC) simulation is performed to predict the vapor-liquid equilibrium (VLE) phase diagram of ethanol/benzene, including an azeotrope point. The results match well with experiments. Free energy and cohesive energy profiles analyses are then performed. From a thorough liquid structure analysis, we conclude a three-stage mechanism for azeotrope formation: 1) formation of small ethanol clusters at low composition, 2) microscopic phase separation between ethanol and benzene, 3) isolation of benzene. This approach is then extended to four additional polar-polar mixtures (ethyl acetate/methanol, ethyl acetate/ethanol, ethanol/water, and 1-propanol/water) to obtain their VLE diagrams, which again match well with experiments. Free energy and cohesive energy analyses indicate that there are two types of mechanisms, a three-stage mechanism with weak cross-interactions (for the first two mixtures) and a three-stage mechanism with strong cross-interactions (for the last two mixtures). So far, our analyses on mixture liquid micro-structure can partially prove the existence and classification of those mechanisms. Overall, the successful prediction in physicochemical properties of two liquid mixtures with very different molecular scales proves the robustness of our study strategy, which could be used to study any liquid mixtures and understand their related physicochemical phenomena. / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)

Open wounds account for about 50% of military injuries and 10% of non‐fatal traffic injuries. Scar tissue formation in these wounds may be reduced or prevented if treated with a combination of molecules whose release is tuned to the healing phases. The goal of this research was to develop flexible, layered drug delivery films for sequential, localized release of anti‐inflammatory, anti‐oxidant, and anti‐fibrotic molecules to soft tissue. Films were composed of cellulose acetate phthalate (CAP) and Pluronic F‐127 (Pluronic). To impart flexibility, plasticizers, triethyl citrate (TEC) or tributyl citrate (TBC), were added. Mechanical analysis was performed on films as prepared and following phosphate‐buffered saline incubation to determine property changes after implantation. Tensile tests revealed higher plasticizer content increased film elongation but decreased elastic modulus and ultimate tensile strength. TEC films elongated twice as much as those with TBC. After incubation, properties increased because plasticizer leached from films. Micro computerized tomography and scanning electron microscopy determined how erosion and plasticizer leaching affected the film’s structures before and after incubation. Porosity increased as plasticizer content increased; however, plasticizer content did not significantly affect erosion rates. Next, effects of drugs with plasticizers on film erosion, release, and mechanical properties were investigated. Films were loaded with quercetin, an anti‐oxidant, or pirfenidone, an anti‐fibrotic, and plasticized with TEC or TBC. TEC‐plasticized films containing quercetin released drug at a slower rate than TBC films. Pirfenidone‐loaded films released drug at a faster rate than erosion occurred for both plasticizers. Increased pirfenidone loading resulted in significantly higher modulus and decreased elongation, an anti‐plasticizer effect. Increasing quercetin loading significantly increased elongation. Size, solubility, and structure differences between quercetin and pirfenidone affected drug interaction with the films and the consequent mechanical and release properties. Cell studies found TBC to be toxic even in low concentrations. Consequently, only TEC was further analyzed. Layered devices containing two drugs demonstrated sequential release regardless of drug order. Plasticizer concentration did not significantly affect the release profiles. Lastly, in vitro and in vivo 9‐layered device studies sequentially released drugs confirming the research objective: sequential, local release of anti‐inflammatory, anti‐oxidant, and anti‐fibrotic molecules from CAPPluronic films.

Um dos principais problemas da folha de flandres utilizada no setor de embalagens é a adesão dos revestimentos UV sobre o substrato devido à presença de óxidos na superfície. Dessa forma, o emprego de pré-tratamentos superficiais se faz necessário, e o uso de revestimentos híbridos tem sido proposto para melhorar a aderência e a resistência à corrosão. Contudo, esses revestimentos tendem a serem frágeis e não suportam deformação mecânica. No presente trabalho, os filmes híbridos foram depositados sobre a folha de flandres a fim de avaliar o seu desempenho como revestimento protetor e como pré-tratamento para posterior aplicação do revestimento UV. Visando melhorar o efeito barreira, as folhas de flandres foram revestidas com um filme híbrido obtido a partir de um sol constituído pelos precursores: 3-(trimetoxisililpropil)metacrilato (TMSM) e tetraetoxisilano (TEOS) e Ce(NO3)3 0,01M com adição do plastificante di-isodecil adipato (DIDA) em diferentes concentrações: (0,5, 1, 2 e 4%). Utilizou-se o processo de dip-coating com velocidade de retirada de 10 cm.min-1, com aplicação em monocamada e bicamada, e curados por cura térmica empregando-se duas diferentes temperaturas de cura, 60 °C e 90 °C. Com o objetivo de analisar um pré-tratamento para posterior aplicação do revestimento UV, as folhas de flandres foram revestidas com um filme híbrido obtido a partir de um sol com a mesma formulação citada, substituindo o plastificante DIDA pelo flexibilizante polietilenoglicol (PEG) em diferentes concentrações: (20, 40, 60 e 80 g.L-1). Os filmes foram obtidos e curados conforme descrito anteriormente, além disso, após o pré-tratamento com filme híbrido, a folha de flandres foi submetida ao processo de pintura com tinta uretânica alifática acrilada curada por radiação ultravioleta (UV). Foram empregadas como técnicas para caracterização quanto ao comportamento eletroquímico: monitoramento do potencial de circuito aberto, curvas de polarização potenciodinâmicas, medidas de impedância eletroquímica e svet. O comportamento físico-químico dos filmes foi avaliado por ângulo de contato, termogravimetria, espectroscopia de infravermelho e ressonância magnética nuclear. A resistência ao desgaste foi avaliada pela técnica de esfera sobre plano. Os sistemas de pintura curada por radição ultravioleta foram analisados quanto à adesão, flexibilidade e molhabilidade. Os resultados obtidos, mostraram que a adição de 2% do plastificante di-isodecil adipato melhorou a resistência à corrosão e a cura a 90 °C e com aplicação da bicamada otimizou o efeito barreira do filme. Adição de PEG na concentração de 20 g.L-1 contribuiu para melhorar a flexibilidade do filme retardando a cinética da reação de reticulação e consequentemente evitando a formação de fissuras. Nesta concentração, e curado a 60 °C, o filme melhorou a resistência mecânica para os sistemas com pós-tratamento em tinta UV. / One of the main problems of the tinplate for the packaging sector is the coating adherence of UV coatings on the substrate, due to the presence of oxides on the surface. Thus, it makes necessary the use of surface pretreatments, and the use of hybrid coatings has been proposed to improve the adherence and corrosion resistance. However, these hybrid films tend to be fragile and do not hold on mechanical deformation. In this work, the tinplate was coated with hybrid films aiming to evaluate its performance as protective coating and as pre-treatment for further UV coating application. In order to improve the barrier effect, the tinplate were coated with a hybrid film obtained from a sol constituted by the precursors 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMSM) and tetraethoxysilane (TEOS), 0.01 mol.L-1 cerium nitrate (Ce(NO3)3) and diisodecyl adipate (DIDA) in different concentrations (0.5, 1, 2 and 4%) as plasticizer. Dip-coating was the process for applying the films with removal rate of 10 cm.min-1. The films were applied in one or two layers and, then, thermally cured at 60 °C or 90 °C. As a pretreatment for further UV coating, the tinplate were coated with a hybrid film with the aforementioned formulation, but replacing the plasticizer DIDA for polyethylene glycol (PEG) in different concentrations (20, 40, 60 e 80 g.L-1). The films were obtained and cured through the same dip-coating process and, after, the samples were painted with aliphatic acrylic urethane coating with ultraviolet radiation curing. The characterization techniques for electrochemical behavior were open circuit potential monitoring, potentiodynamic polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and scanning vibrating electrode technique (SVET). The physicochemical behavior of the films was evaluated by contact angle measurement, thermogravimetric analysis, infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance. Wear resistance was evaluated by using a ball-on-plate test. The systems with UV-radiation-cured ink were analyzed regarding adherence, flexibility and wettability. Results showed that adding 2% of DIDA plasticizer improved the corrosion resistance and that curing a bilayer film at 90 °C optimizes the film barrier effect. Adding PEG in a concentration of 20 g.L-1 improved the flexibility of the film, making the cross-linking reaction kinetics slower and, in consequence, avoided cracks. With this concentration and curing at 60 °C, the film had better mechanical resistance for systems post-treated with UV ink.

A proteção anódica de metais se caracteriza pela formação de um filme de óxidos protetores na sua superfície, promovendo assim a passivação e a desaceleração do processo corrosivo. O uso de polímeros intrinsecamente condutores (PIC), como a polianilina (PAni) utilizada neste trabalho, tem-se apresentado como alternativa de revestimento ou componente de revestimentos protetores, devido às suas características peculiares que podem proporcionar e induzir o efeito de proteção anódica em metais passiváveis. Devido à dificuldade de dissolução e de coesão de filmes a base de PAni, foi investigada a possibilidade da obtenção de seus filmes pela mistura de PAni no estado oxidado e desdopada, conhecida como PAni esmeraldina base (PAni EB), com o plastificante não dopante 4-cloro-3-metilfenol (CMF) e solvente conveniente. Os filmes produzidos foram caracterizados química e morfologicamente, apresentando-se como um revestimento coeso e auto-suportado com a preservação das funções e das características desejáveis da PAni para aplicação como revestimento anticorrosivo. Os ensaios eletroquímicos realizados em filme de PAni EB aplicado sobre aço carbono AISI 1006, em diferentes concentrações de H2SO4 aquoso, ofereceram respostas que indicam a formação de par redox polímero-metal na faixa de potencial em que é possível a passivação ou manutenção da passivação do substrato metálico, o que resulta na elevação do potencial de corrosão, fazendo com que o metal se comporte de forma mais nobre. Com isso viabiliza-se a utilização do binder de PAni EB como filme anticorrosivo ou/e resina de tintas que promovam a proteção anódica e o efeito de barreira na proteção do aço carbono AISI 1006 contra a corrosão. / The anodic protection of metals is characterized by the formation of a protective oxide film on its surface, thus promoting the passivation and the slowdown of the corrosion process. The use of intrinsically conductive polymers (PCI) such as polyaniline (PAni) used in this work, has been presented as an alternative coating or component of protective coatings, due to their peculiar characteristics that may induce and provide the protective anodic effect on oxidizable metals. Due to the difficulty of dissolution and cohesion of films based the polyaniline, was investigated the possibility of obtaining of their films by mixing PAni in the oxidized state and undoped, known as PAni base emeraldine (PAni EB), with plasticizer no dopant 4 -chloro-3-methylphenol (CMF) and convenient solvent. The films produced were characterized chemically and morphologically, presenting itself as a coating cohesive and self-supported, with the preservation of the functions and desirable characteristics of the PAni to application as anticorrosive coating. The electrochemical tests performed on PAni EB film applied over carbon steel AISI 1006, at different concentrations of aqueous H2SO4, offer answers that indicate the formation of redox pair polymer-metal in the potential range in which is possible the passivation or maintenance of the passivation of metallic substrate, resulting in the increase potential of corrosion, doing with that metal to behave of more noble form. With that enables the use of binder of PAni EB as film anticorrosive or/and resin of paints that promote the anodic protection and the effect of barrier in the protection the carbon steel AISI 1006 against corrosion.

Um dos principais problemas da folha de flandres utilizada no setor de embalagens é a adesão dos revestimentos UV sobre o substrato devido à presença de óxidos na superfície. Dessa forma, o emprego de pré-tratamentos superficiais se faz necessário, e o uso de revestimentos híbridos tem sido proposto para melhorar a aderência e a resistência à corrosão. Contudo, esses revestimentos tendem a serem frágeis e não suportam deformação mecânica. No presente trabalho, os filmes híbridos foram depositados sobre a folha de flandres a fim de avaliar o seu desempenho como revestimento protetor e como pré-tratamento para posterior aplicação do revestimento UV. Visando melhorar o efeito barreira, as folhas de flandres foram revestidas com um filme híbrido obtido a partir de um sol constituído pelos precursores: 3-(trimetoxisililpropil)metacrilato (TMSM) e tetraetoxisilano (TEOS) e Ce(NO3)3 0,01M com adição do plastificante di-isodecil adipato (DIDA) em diferentes concentrações: (0,5, 1, 2 e 4%). Utilizou-se o processo de dip-coating com velocidade de retirada de 10 cm.min-1, com aplicação em monocamada e bicamada, e curados por cura térmica empregando-se duas diferentes temperaturas de cura, 60 °C e 90 °C. Com o objetivo de analisar um pré-tratamento para posterior aplicação do revestimento UV, as folhas de flandres foram revestidas com um filme híbrido obtido a partir de um sol com a mesma formulação citada, substituindo o plastificante DIDA pelo flexibilizante polietilenoglicol (PEG) em diferentes concentrações: (20, 40, 60 e 80 g.L-1). Os filmes foram obtidos e curados conforme descrito anteriormente, além disso, após o pré-tratamento com filme híbrido, a folha de flandres foi submetida ao processo de pintura com tinta uretânica alifática acrilada curada por radiação ultravioleta (UV). Foram empregadas como técnicas para caracterização quanto ao comportamento eletroquímico: monitoramento do potencial de circuito aberto, curvas de polarização potenciodinâmicas, medidas de impedância eletroquímica e svet. O comportamento físico-químico dos filmes foi avaliado por ângulo de contato, termogravimetria, espectroscopia de infravermelho e ressonância magnética nuclear. A resistência ao desgaste foi avaliada pela técnica de esfera sobre plano. Os sistemas de pintura curada por radição ultravioleta foram analisados quanto à adesão, flexibilidade e molhabilidade. Os resultados obtidos, mostraram que a adição de 2% do plastificante di-isodecil adipato melhorou a resistência à corrosão e a cura a 90 °C e com aplicação da bicamada otimizou o efeito barreira do filme. Adição de PEG na concentração de 20 g.L-1 contribuiu para melhorar a flexibilidade do filme retardando a cinética da reação de reticulação e consequentemente evitando a formação de fissuras. Nesta concentração, e curado a 60 °C, o filme melhorou a resistência mecânica para os sistemas com pós-tratamento em tinta UV. / One of the main problems of the tinplate for the packaging sector is the coating adherence of UV coatings on the substrate, due to the presence of oxides on the surface. Thus, it makes necessary the use of surface pretreatments, and the use of hybrid coatings has been proposed to improve the adherence and corrosion resistance. However, these hybrid films tend to be fragile and do not hold on mechanical deformation. In this work, the tinplate was coated with hybrid films aiming to evaluate its performance as protective coating and as pre-treatment for further UV coating application. In order to improve the barrier effect, the tinplate were coated with a hybrid film obtained from a sol constituted by the precursors 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMSM) and tetraethoxysilane (TEOS), 0.01 mol.L-1 cerium nitrate (Ce(NO3)3) and diisodecyl adipate (DIDA) in different concentrations (0.5, 1, 2 and 4%) as plasticizer. Dip-coating was the process for applying the films with removal rate of 10 cm.min-1. The films were applied in one or two layers and, then, thermally cured at 60 °C or 90 °C. As a pretreatment for further UV coating, the tinplate were coated with a hybrid film with the aforementioned formulation, but replacing the plasticizer DIDA for polyethylene glycol (PEG) in different concentrations (20, 40, 60 e 80 g.L-1). The films were obtained and cured through the same dip-coating process and, after, the samples were painted with aliphatic acrylic urethane coating with ultraviolet radiation curing. The characterization techniques for electrochemical behavior were open circuit potential monitoring, potentiodynamic polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and scanning vibrating electrode technique (SVET). The physicochemical behavior of the films was evaluated by contact angle measurement, thermogravimetric analysis, infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance. Wear resistance was evaluated by using a ball-on-plate test. The systems with UV-radiation-cured ink were analyzed regarding adherence, flexibility and wettability. Results showed that adding 2% of DIDA plasticizer improved the corrosion resistance and that curing a bilayer film at 90 °C optimizes the film barrier effect. Adding PEG in a concentration of 20 g.L-1 improved the flexibility of the film, making the cross-linking reaction kinetics slower and, in consequence, avoided cracks. With this concentration and curing at 60 °C, the film had better mechanical resistance for systems post-treated with UV ink.

A proteção anódica de metais se caracteriza pela formação de um filme de óxidos protetores na sua superfície, promovendo assim a passivação e a desaceleração do processo corrosivo. O uso de polímeros intrinsecamente condutores (PIC), como a polianilina (PAni) utilizada neste trabalho, tem-se apresentado como alternativa de revestimento ou componente de revestimentos protetores, devido às suas características peculiares que podem proporcionar e induzir o efeito de proteção anódica em metais passiváveis. Devido à dificuldade de dissolução e de coesão de filmes a base de PAni, foi investigada a possibilidade da obtenção de seus filmes pela mistura de PAni no estado oxidado e desdopada, conhecida como PAni esmeraldina base (PAni EB), com o plastificante não dopante 4-cloro-3-metilfenol (CMF) e solvente conveniente. Os filmes produzidos foram caracterizados química e morfologicamente, apresentando-se como um revestimento coeso e auto-suportado com a preservação das funções e das características desejáveis da PAni para aplicação como revestimento anticorrosivo. Os ensaios eletroquímicos realizados em filme de PAni EB aplicado sobre aço carbono AISI 1006, em diferentes concentrações de H2SO4 aquoso, ofereceram respostas que indicam a formação de par redox polímero-metal na faixa de potencial em que é possível a passivação ou manutenção da passivação do substrato metálico, o que resulta na elevação do potencial de corrosão, fazendo com que o metal se comporte de forma mais nobre. Com isso viabiliza-se a utilização do binder de PAni EB como filme anticorrosivo ou/e resina de tintas que promovam a proteção anódica e o efeito de barreira na proteção do aço carbono AISI 1006 contra a corrosão. / The anodic protection of metals is characterized by the formation of a protective oxide film on its surface, thus promoting the passivation and the slowdown of the corrosion process. The use of intrinsically conductive polymers (PCI) such as polyaniline (PAni) used in this work, has been presented as an alternative coating or component of protective coatings, due to their peculiar characteristics that may induce and provide the protective anodic effect on oxidizable metals. Due to the difficulty of dissolution and cohesion of films based the polyaniline, was investigated the possibility of obtaining of their films by mixing PAni in the oxidized state and undoped, known as PAni base emeraldine (PAni EB), with plasticizer no dopant 4 -chloro-3-methylphenol (CMF) and convenient solvent. The films produced were characterized chemically and morphologically, presenting itself as a coating cohesive and self-supported, with the preservation of the functions and desirable characteristics of the PAni to application as anticorrosive coating. The electrochemical tests performed on PAni EB film applied over carbon steel AISI 1006, at different concentrations of aqueous H2SO4, offer answers that indicate the formation of redox pair polymer-metal in the potential range in which is possible the passivation or maintenance of the passivation of metallic substrate, resulting in the increase potential of corrosion, doing with that metal to behave of more noble form. With that enables the use of binder of PAni EB as film anticorrosive or/and resin of paints that promote the anodic protection and the effect of barrier in the protection the carbon steel AISI 1006 against corrosion.

A proteção anódica de metais se caracteriza pela formação de um filme de óxidos protetores na sua superfície, promovendo assim a passivação e a desaceleração do processo corrosivo. O uso de polímeros intrinsecamente condutores (PIC), como a polianilina (PAni) utilizada neste trabalho, tem-se apresentado como alternativa de revestimento ou componente de revestimentos protetores, devido às suas características peculiares que podem proporcionar e induzir o efeito de proteção anódica em metais passiváveis. Devido à dificuldade de dissolução e de coesão de filmes a base de PAni, foi investigada a possibilidade da obtenção de seus filmes pela mistura de PAni no estado oxidado e desdopada, conhecida como PAni esmeraldina base (PAni EB), com o plastificante não dopante 4-cloro-3-metilfenol (CMF) e solvente conveniente. Os filmes produzidos foram caracterizados química e morfologicamente, apresentando-se como um revestimento coeso e auto-suportado com a preservação das funções e das características desejáveis da PAni para aplicação como revestimento anticorrosivo. Os ensaios eletroquímicos realizados em filme de PAni EB aplicado sobre aço carbono AISI 1006, em diferentes concentrações de H2SO4 aquoso, ofereceram respostas que indicam a formação de par redox polímero-metal na faixa de potencial em que é possível a passivação ou manutenção da passivação do substrato metálico, o que resulta na elevação do potencial de corrosão, fazendo com que o metal se comporte de forma mais nobre. Com isso viabiliza-se a utilização do binder de PAni EB como filme anticorrosivo ou/e resina de tintas que promovam a proteção anódica e o efeito de barreira na proteção do aço carbono AISI 1006 contra a corrosão. / The anodic protection of metals is characterized by the formation of a protective oxide film on its surface, thus promoting the passivation and the slowdown of the corrosion process. The use of intrinsically conductive polymers (PCI) such as polyaniline (PAni) used in this work, has been presented as an alternative coating or component of protective coatings, due to their peculiar characteristics that may induce and provide the protective anodic effect on oxidizable metals. Due to the difficulty of dissolution and cohesion of films based the polyaniline, was investigated the possibility of obtaining of their films by mixing PAni in the oxidized state and undoped, known as PAni base emeraldine (PAni EB), with plasticizer no dopant 4 -chloro-3-methylphenol (CMF) and convenient solvent. The films produced were characterized chemically and morphologically, presenting itself as a coating cohesive and self-supported, with the preservation of the functions and desirable characteristics of the PAni to application as anticorrosive coating. The electrochemical tests performed on PAni EB film applied over carbon steel AISI 1006, at different concentrations of aqueous H2SO4, offer answers that indicate the formation of redox pair polymer-metal in the potential range in which is possible the passivation or maintenance of the passivation of metallic substrate, resulting in the increase potential of corrosion, doing with that metal to behave of more noble form. With that enables the use of binder of PAni EB as film anticorrosive or/and resin of paints that promote the anodic protection and the effect of barrier in the protection the carbon steel AISI 1006 against corrosion.

Um dos principais problemas da folha de flandres utilizada no setor de embalagens é a adesão dos revestimentos UV sobre o substrato devido à presença de óxidos na superfície. Dessa forma, o emprego de pré-tratamentos superficiais se faz necessário, e o uso de revestimentos híbridos tem sido proposto para melhorar a aderência e a resistência à corrosão. Contudo, esses revestimentos tendem a serem frágeis e não suportam deformação mecânica. No presente trabalho, os filmes híbridos foram depositados sobre a folha de flandres a fim de avaliar o seu desempenho como revestimento protetor e como pré-tratamento para posterior aplicação do revestimento UV. Visando melhorar o efeito barreira, as folhas de flandres foram revestidas com um filme híbrido obtido a partir de um sol constituído pelos precursores: 3-(trimetoxisililpropil)metacrilato (TMSM) e tetraetoxisilano (TEOS) e Ce(NO3)3 0,01M com adição do plastificante di-isodecil adipato (DIDA) em diferentes concentrações: (0,5, 1, 2 e 4%). Utilizou-se o processo de dip-coating com velocidade de retirada de 10 cm.min-1, com aplicação em monocamada e bicamada, e curados por cura térmica empregando-se duas diferentes temperaturas de cura, 60 °C e 90 °C. Com o objetivo de analisar um pré-tratamento para posterior aplicação do revestimento UV, as folhas de flandres foram revestidas com um filme híbrido obtido a partir de um sol com a mesma formulação citada, substituindo o plastificante DIDA pelo flexibilizante polietilenoglicol (PEG) em diferentes concentrações: (20, 40, 60 e 80 g.L-1). Os filmes foram obtidos e curados conforme descrito anteriormente, além disso, após o pré-tratamento com filme híbrido, a folha de flandres foi submetida ao processo de pintura com tinta uretânica alifática acrilada curada por radiação ultravioleta (UV). Foram empregadas como técnicas para caracterização quanto ao comportamento eletroquímico: monitoramento do potencial de circuito aberto, curvas de polarização potenciodinâmicas, medidas de impedância eletroquímica e svet. O comportamento físico-químico dos filmes foi avaliado por ângulo de contato, termogravimetria, espectroscopia de infravermelho e ressonância magnética nuclear. A resistência ao desgaste foi avaliada pela técnica de esfera sobre plano. Os sistemas de pintura curada por radição ultravioleta foram analisados quanto à adesão, flexibilidade e molhabilidade. Os resultados obtidos, mostraram que a adição de 2% do plastificante di-isodecil adipato melhorou a resistência à corrosão e a cura a 90 °C e com aplicação da bicamada otimizou o efeito barreira do filme. Adição de PEG na concentração de 20 g.L-1 contribuiu para melhorar a flexibilidade do filme retardando a cinética da reação de reticulação e consequentemente evitando a formação de fissuras. Nesta concentração, e curado a 60 °C, o filme melhorou a resistência mecânica para os sistemas com pós-tratamento em tinta UV. / One of the main problems of the tinplate for the packaging sector is the coating adherence of UV coatings on the substrate, due to the presence of oxides on the surface. Thus, it makes necessary the use of surface pretreatments, and the use of hybrid coatings has been proposed to improve the adherence and corrosion resistance. However, these hybrid films tend to be fragile and do not hold on mechanical deformation. In this work, the tinplate was coated with hybrid films aiming to evaluate its performance as protective coating and as pre-treatment for further UV coating application. In order to improve the barrier effect, the tinplate were coated with a hybrid film obtained from a sol constituted by the precursors 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMSM) and tetraethoxysilane (TEOS), 0.01 mol.L-1 cerium nitrate (Ce(NO3)3) and diisodecyl adipate (DIDA) in different concentrations (0.5, 1, 2 and 4%) as plasticizer. Dip-coating was the process for applying the films with removal rate of 10 cm.min-1. The films were applied in one or two layers and, then, thermally cured at 60 °C or 90 °C. As a pretreatment for further UV coating, the tinplate were coated with a hybrid film with the aforementioned formulation, but replacing the plasticizer DIDA for polyethylene glycol (PEG) in different concentrations (20, 40, 60 e 80 g.L-1). The films were obtained and cured through the same dip-coating process and, after, the samples were painted with aliphatic acrylic urethane coating with ultraviolet radiation curing. The characterization techniques for electrochemical behavior were open circuit potential monitoring, potentiodynamic polarization curves, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and scanning vibrating electrode technique (SVET). The physicochemical behavior of the films was evaluated by contact angle measurement, thermogravimetric analysis, infrared spectroscopy and nuclear magnetic resonance. Wear resistance was evaluated by using a ball-on-plate test. The systems with UV-radiation-cured ink were analyzed regarding adherence, flexibility and wettability. Results showed that adding 2% of DIDA plasticizer improved the corrosion resistance and that curing a bilayer film at 90 °C optimizes the film barrier effect. Adding PEG in a concentration of 20 g.L-1 improved the flexibility of the film, making the cross-linking reaction kinetics slower and, in consequence, avoided cracks. With this concentration and curing at 60 °C, the film had better mechanical resistance for systems post-treated with UV ink.