O objetivo deste trabalho foi a preparação de um revestimento inteligente com resina epóxi, capaz de autorreparar-se quando o sofre um defeito mecânico. A autorreparação é possibilitada pela presença de microcápsulas, dispersas na resina (revestimento de epóxi sem pigmentos) e que contêm no seu núcleo o agente de autorreparação, o óleo de linhaça. Estas cápsulas foram preparadas por uma emulsão de óleo de linhaça em água para formar micelas e sobre estas uma parede ou casca exterior de poliuréia-formaldeído. Para a avaliação da resistência à corrosão e do efeito de autorreparação do revestimento, chapas de aço carbono foram revestidas e avaliadas pela técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) em 0.1molL-1 1 NaCl e também foram avaliadas pelo teste acelerado de corrosão em câmara de névoa salina (SSC). Após a cura do revestimento aditivado com as microcápsulas, aplicado sobre placas de aço carbono, as medidas eletroquímicas de impedância foram realizadas em corpos de prova com um defeito mecânico provocado de forma controlada e reprodutível. Uma célula de três eletrodos foi utilizada. Estas medidas foram efetuadas após 0h, 24h e 48h da execução da incisão ou defeito mecânico. Para comparação, as mesmas medidas foram realizadas com as placas pintadas com o revestimento não-aditivado, com a mesma espessura total de 120 m. Os resultados mostraram que as cápsulas foram quebradas e se liberou o óleo de linhaça, reparando a área da incisão o defeito após pelo menos 24 horas de exposição natural ao ar ambiente. Verificou-se que para as placas revestidas sem defeito, os valores de | Z | mantiveram-se elevados. No entanto, o revestimento sem as microcápsulas, após 24 horas, mostrou uma diminuição considerável no valor de módulo de impedância, |Z|. Assim, usando a técnica de EIE foi possível avaliar quantitativamente o mecanismo de autorreparação do revestimento aditivado com microcápsulas que contêm óleo de linhaça. Os ensaios acelerados de corrosão (SSC) mostraram resultados em estreita concordância com os obtidos por EIE. / The aim of this work was the preparation of a smart coating with epoxy resin which is able to repair itself (self-healing effect) after suffering a mechanical defect. Self-healing is possible due to the presence of microcapsules, dispersed in the resin (clear type epoxy coating) and contain in their core the self-healing agent, the linseed oil. These capsules were prepared in an emulsion of linseed oil in water to form micelles and an outer skin or wall of poly(urea-formaldehyde) was formed. For the corrosion resistance and the self-healing effect evaluation of the coating, carbon steel plates were coated and tested by electrochemical impedance spectroscopy technique (EIS) in 0.1molL-1 NaCl solution and by accelerated corrosion test in salt spray chamber (SSC). After curing of the capsules additivated epoxy based clear coating applied on carbon steel plates, electrochemical impedance measurements were performed on plates with a controlled and reproducible mechanical defect. A three-electrode electrochemical cell was used. These measurements were performed after 0h, 24h and 48h of making the incision or mechanical defect. For comparison, the same measurements were performed with the plates painted with a non- capsules additivated clear coating of the same total thickness of 120 m. The results showed that the capsules were broken and released the linseed oil, which indeed have repaired the incision area after at least 24 hours of natural air aging. It was found that for the plates coated without a defect, the values of impedance modulus, |Z|, remained high. However, the coating without the capsules after 24 hours, showed a considerable decrease in |Z|. So, using EIS it was possible to quantitatively assess the mechanism of self-healing of the additivated coating using microcapsules containing linseed oil. The SSC accelerated corrosion tests showed results in close agreement with those obtained by EIS.

A corrosão é um processo eletroquímico espontâneo e, sabendo que diversos metais estão sujeitos a este fenômeno, a sua deterioração é inevitável, o que impõe à comunidade científica desafios para retardar tal efeito. A literatura sobre o tema aponta como uma das ações mais recorrentes para alcançar esse retardo a aplicação superficial de películas poliméricas, dentre as quais destaca-se o desenvolvimento de revestimentos inteligentes. A incorporação na tinta de formadores de filmes encapsulados confere ao revestimento a característica de autorreparação, e a escolha de silanos como agentes reticulantes se destaca positivamente, uma vez que o filme gerado pela molécula apresenta caráter hidrofóbico. Nesse contexto, o objetivo deste estudo é verificar, primeiro, a melhor condição de reticulação do silano na presença de radiação ultravioleta e, segundo, se a adição de microcápsulas de poli(ureia-formaldeído-melamina) contendo metacriloxissilano em uma tinta epóxi base solvente confere a este revestimento proteção contra a corrosão, pelo efeito de autorreparação. Para isso, estudou-se a cinética de polimerização do formador de filme e o seu encapsulamento em microcápsulas de poli(ureia-formaldeído-melamina). Determinada a melhor condição de encapsulamento, corpos de prova de aço carbono foram pintados com a tinta contendo as microcápsulas produzidas. O efeito de autorreparação - desencadeado pela ruptura das microcápsulas ao se provocar um defeito mecânico no revestimento - foi comprovado pelas técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), técnica de varredura por eletrodo vibratório (SVET) e por ensaio acelerado de corrosão em câmara de névoa salina. / Corrosion is a spontaneous electrochemical process and, knowing that several metals are subjected to this phenomenon, its deterioration is inevitable, which imposes challenges for scientific community to delay this effect. The literature on this subject points out, as one of the most recurrent actions to achieve this delay, the superficial application of polymer films, which stands out the development of smart coatings with self-healing properties. The incorporation of encapsulated film formers gives to coatings the self-healing ability, and the choice of silanes as film-forming agent stands out positively since the film has a hydrophobic character. In this context, the aims of this study are, firstly, verify the best crosslinking condition of silane induced by UV light and, secondly, investigate whether the addition of poly(urea-formaldehyde-melamine) microcapsules containing methacryloxysilane into the solvent-based epoxy coating brings protection to this coating against corrosion by self-healing effect. For this purpose, the polymerization kinetics of the film former by ultraviolet radiation and their encapsulation in poly(urea-formaldehyde-melamine) microcapsules were studied. Given the best encapsulation condition, carbon steel panels were coated with the self-healing paint. The self-healing effect - triggered by the rupture of the microcapsules caused by an induced mechanical defect in the coating - was demonstrated by techniques as electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning vibrating electrode technique (SVET) and by accelerated corrosion tests in salt spray chamber.

A corrosão é um processo eletroquímico espontâneo e, sabendo que diversos metais estão sujeitos a este fenômeno, a sua deterioração é inevitável, o que impõe à comunidade científica desafios para retardar tal efeito. A literatura sobre o tema aponta como uma das ações mais recorrentes para alcançar esse retardo a aplicação superficial de películas poliméricas, dentre as quais destaca-se o desenvolvimento de revestimentos inteligentes. A incorporação na tinta de formadores de filmes encapsulados confere ao revestimento a característica de autorreparação, e a escolha de silanos como agentes reticulantes se destaca positivamente, uma vez que o filme gerado pela molécula apresenta caráter hidrofóbico. Nesse contexto, o objetivo deste estudo é verificar, primeiro, a melhor condição de reticulação do silano na presença de radiação ultravioleta e, segundo, se a adição de microcápsulas de poli(ureia-formaldeído-melamina) contendo metacriloxissilano em uma tinta epóxi base solvente confere a este revestimento proteção contra a corrosão, pelo efeito de autorreparação. Para isso, estudou-se a cinética de polimerização do formador de filme e o seu encapsulamento em microcápsulas de poli(ureia-formaldeído-melamina). Determinada a melhor condição de encapsulamento, corpos de prova de aço carbono foram pintados com a tinta contendo as microcápsulas produzidas. O efeito de autorreparação - desencadeado pela ruptura das microcápsulas ao se provocar um defeito mecânico no revestimento - foi comprovado pelas técnicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), técnica de varredura por eletrodo vibratório (SVET) e por ensaio acelerado de corrosão em câmara de névoa salina. / Corrosion is a spontaneous electrochemical process and, knowing that several metals are subjected to this phenomenon, its deterioration is inevitable, which imposes challenges for scientific community to delay this effect. The literature on this subject points out, as one of the most recurrent actions to achieve this delay, the superficial application of polymer films, which stands out the development of smart coatings with self-healing properties. The incorporation of encapsulated film formers gives to coatings the self-healing ability, and the choice of silanes as film-forming agent stands out positively since the film has a hydrophobic character. In this context, the aims of this study are, firstly, verify the best crosslinking condition of silane induced by UV light and, secondly, investigate whether the addition of poly(urea-formaldehyde-melamine) microcapsules containing methacryloxysilane into the solvent-based epoxy coating brings protection to this coating against corrosion by self-healing effect. For this purpose, the polymerization kinetics of the film former by ultraviolet radiation and their encapsulation in poly(urea-formaldehyde-melamine) microcapsules were studied. Given the best encapsulation condition, carbon steel panels were coated with the self-healing paint. The self-healing effect - triggered by the rupture of the microcapsules caused by an induced mechanical defect in the coating - was demonstrated by techniques as electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning vibrating electrode technique (SVET) and by accelerated corrosion tests in salt spray chamber.

O objetivo deste trabalho foi a preparação de um revestimento inteligente com resina epóxi, capaz de autorreparar-se quando o sofre um defeito mecânico. A autorreparação é possibilitada pela presença de microcápsulas, dispersas na resina (revestimento de epóxi sem pigmentos) e que contêm no seu núcleo o agente de autorreparação, o óleo de linhaça. Estas cápsulas foram preparadas por uma emulsão de óleo de linhaça em água para formar micelas e sobre estas uma parede ou casca exterior de poliuréia-formaldeído. Para a avaliação da resistência à corrosão e do efeito de autorreparação do revestimento, chapas de aço carbono foram revestidas e avaliadas pela técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) em 0.1molL-1 1 NaCl e também foram avaliadas pelo teste acelerado de corrosão em câmara de névoa salina (SSC). Após a cura do revestimento aditivado com as microcápsulas, aplicado sobre placas de aço carbono, as medidas eletroquímicas de impedância foram realizadas em corpos de prova com um defeito mecânico provocado de forma controlada e reprodutível. Uma célula de três eletrodos foi utilizada. Estas medidas foram efetuadas após 0h, 24h e 48h da execução da incisão ou defeito mecânico. Para comparação, as mesmas medidas foram realizadas com as placas pintadas com o revestimento não-aditivado, com a mesma espessura total de 120 m. Os resultados mostraram que as cápsulas foram quebradas e se liberou o óleo de linhaça, reparando a área da incisão o defeito após pelo menos 24 horas de exposição natural ao ar ambiente. Verificou-se que para as placas revestidas sem defeito, os valores de | Z | mantiveram-se elevados. No entanto, o revestimento sem as microcápsulas, após 24 horas, mostrou uma diminuição considerável no valor de módulo de impedância, |Z|. Assim, usando a técnica de EIE foi possível avaliar quantitativamente o mecanismo de autorreparação do revestimento aditivado com microcápsulas que contêm óleo de linhaça. Os ensaios acelerados de corrosão (SSC) mostraram resultados em estreita concordância com os obtidos por EIE. / The aim of this work was the preparation of a smart coating with epoxy resin which is able to repair itself (self-healing effect) after suffering a mechanical defect. Self-healing is possible due to the presence of microcapsules, dispersed in the resin (clear type epoxy coating) and contain in their core the self-healing agent, the linseed oil. These capsules were prepared in an emulsion of linseed oil in water to form micelles and an outer skin or wall of poly(urea-formaldehyde) was formed. For the corrosion resistance and the self-healing effect evaluation of the coating, carbon steel plates were coated and tested by electrochemical impedance spectroscopy technique (EIS) in 0.1molL-1 NaCl solution and by accelerated corrosion test in salt spray chamber (SSC). After curing of the capsules additivated epoxy based clear coating applied on carbon steel plates, electrochemical impedance measurements were performed on plates with a controlled and reproducible mechanical defect. A three-electrode electrochemical cell was used. These measurements were performed after 0h, 24h and 48h of making the incision or mechanical defect. For comparison, the same measurements were performed with the plates painted with a non- capsules additivated clear coating of the same total thickness of 120 m. The results showed that the capsules were broken and released the linseed oil, which indeed have repaired the incision area after at least 24 hours of natural air aging. It was found that for the plates coated without a defect, the values of impedance modulus, |Z|, remained high. However, the coating without the capsules after 24 hours, showed a considerable decrease in |Z|. So, using EIS it was possible to quantitatively assess the mechanism of self-healing of the additivated coating using microcapsules containing linseed oil. The SSC accelerated corrosion tests showed results in close agreement with those obtained by EIS.