A corrosão é um processo resultante da ação do meio sobre um determinado material, causando sua deterioração. Em geral, essa deterioração causa prejuízos incalculáveis, fazendo com que o material se torne inadequado ao uso. Os heterocíclicos apresentam inúmeras aplicações tecnológicas e em alguns casos médico-farmacológicas. Mais recentemente, esses compostos têm sido utilizados como eficientes inibidores de corrosão para a proteção de metais em meio ácido ou salino. Nesta Dissertação realizou-se a modificação química da poliacrilonitrila com a incorporação de grupos tetrazol em diferentes teores (8%, 15%, 30% e 30%). Os copolímeros de acrilonitrila e 5-vinil-tetrazol obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e foram quantificados os respectivos teores de incorporação por meio de titulação ácido-base e análise elementar. A poliacrilonitrila e os copolímeros heterocíclicos foram avaliados como inibidores de corrosão para aço-carbono, alumínio e latão em solução aquosa de HCl 2 mol/L e HNO3 2 mol/L, alcançando, em alguns casos, uma eficiência de inibição superior a 75%, com diferença estatisticamente significativa (P < 0,05, ANOVA) para a poliacrilonitrila não modificada / Corrosion is a process resulting from the action of environment on a given material, causing its deterioration. In general, these deteriorations cause incalculable damage, making the material unsuitable for use. The heterocycles have numerous technological applications and in some cases medical and pharmacological. More recently, these compounds have been used as efficient corrosion inhibitors to protect metals in acidic or saline environments. This Dissertation was conducted on the chemical modification of polyacrylonitrile with the incorporation of tetrazole at different contents (8%, 15%, 30% and 30%). Copolymers of acrylonitrile and 5-vinyl-tetrazole were characterized by infrared spectroscopy and were quantified the respective contents of incorporation by acid-base titration and elemental analysis. The polyacrylonitrile and heterocyclic copolymers were evaluated as corrosion inhibitors for carbon steel, aluminum and brass in aqueous 2 mol/L HCl and 2 mol/L HNO3, resulting in some cases, an efficiency of greater than 75% inhibition, which was statistically significant (P<0.05, ANOVA) for the unmodified polyacrylonitrile

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Polímeros heterocíclicos são macromoléculas de elevado desempenho que incluem uma grande variedade de materiais, desde simples polímeros lineares preparados a partir de monômeros do tipo heterocíclicos vinílicos, até polímeros funcionalizados e reticulados. Neste trabalho realizou-se a modificação química da poliacrilonitrila com a incorporação de grupos 2-vinil-2-oxazolina em diferentes teores (10% e 20%). Os copolímeros de acrilonitrila e 2-vinil-2-oxazolina obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e o seu comportamento térmico analisado por calorimetria diferencial de varredura e análise termogravimétrica. Os copolímeros heterocíclicos foram avaliados como inibidores de corrosão para aço-carbono em solução aquosa de HCl 10%, alcançando, em alguns casos, uma eficiência de inibição superior a 75%, com diferença estatisticamente significativa (P < 0,05, ANOVA) para a poliacrilonitrila não modificada. / Heterocyclic polymers are high-performance macromolecules that include a variety of materials, from simple linear polymers which are prepared from heterocyclic monomers like vinyl, to functionalized polymers or lattices. In this work polyacrylonitrile was chemically modified with incorporation of 2-vinyl-2-oxazoline groups at different contents (10% and 20%). Copolymers of acrylonitrile and 2-vinyl-2-oxazoline were characterized by spectroscopy in the infrared region, differential scanning calorimetry and thermogravimetric analysis. The synthesized heterocyclic copolymers were evaluated as corrosion inhibitor on carbon steel against aqueous solution of HCl 10%, and in some cases inhibition efficiencies more than 75% were determined, with statistically significant difference (P < 0.05, ANOVA) to the unmodified polyacrylonitrile.

A corrosão é um processo resultante da ação do meio sobre um determinado material, causando sua deterioração. Em geral, essa deterioração causa prejuízos incalculáveis, fazendo com que o material se torne inadequado ao uso. Os heterocíclicos apresentam inúmeras aplicações tecnológicas e em alguns casos médico-farmacológicas. Mais recentemente, esses compostos têm sido utilizados como eficientes inibidores de corrosão para a proteção de metais em meio ácido ou salino. Nesta Dissertação realizou-se a modificação química da poliacrilonitrila com a incorporação de grupos tetrazol em diferentes teores (8%, 15%, 30% e 30%). Os copolímeros de acrilonitrila e 5-vinil-tetrazol obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho e foram quantificados os respectivos teores de incorporação por meio de titulação ácido-base e análise elementar. A poliacrilonitrila e os copolímeros heterocíclicos foram avaliados como inibidores de corrosão para aço-carbono, alumínio e latão em solução aquosa de HCl 2 mol/L e HNO3 2 mol/L, alcançando, em alguns casos, uma eficiência de inibição superior a 75%, com diferença estatisticamente significativa (P < 0,05, ANOVA) para a poliacrilonitrila não modificada / Corrosion is a process resulting from the action of environment on a given material, causing its deterioration. In general, these deteriorations cause incalculable damage, making the material unsuitable for use. The heterocycles have numerous technological applications and in some cases medical and pharmacological. More recently, these compounds have been used as efficient corrosion inhibitors to protect metals in acidic or saline environments. This Dissertation was conducted on the chemical modification of polyacrylonitrile with the incorporation of tetrazole at different contents (8%, 15%, 30% and 30%). Copolymers of acrylonitrile and 5-vinyl-tetrazole were characterized by infrared spectroscopy and were quantified the respective contents of incorporation by acid-base titration and elemental analysis. The polyacrylonitrile and heterocyclic copolymers were evaluated as corrosion inhibitors for carbon steel, aluminum and brass in aqueous 2 mol/L HCl and 2 mol/L HNO3, resulting in some cases, an efficiency of greater than 75% inhibition, which was statistically significant (P<0.05, ANOVA) for the unmodified polyacrylonitrile

O comportamento eletroquímico do aço carbono em soluções aquosas contendo KNO3 0,10 mol L-1 e soluções etanólicas contendo cloreto de tetraetilamônio 0,10 mol L-1 foi estudado na ausência e na presença de diferentes concentrações (0,50 mM a 50,0 mM) de acetato de linalila, mentol, limoneno e pulegona. Técnicas eletroquímicas como a potenciometria, varredura potenciodinâmica, cronoamperometria, curvas de Tafel e espectroscopia de impedância eletroquímica foram utilizadas a fim de compreender a interação entre os compostos orgânicos e a superfície do eletrodo. Medidas de perda de massa também foram realizadas, bem como a comprovação visual dos resultados mediante registros fotográficos. O acetato de linalila adsorve na superfície do aço carbono mesmo na presença de grande quantidade de água ou etanol. A energia livre de adsorção de Gibbs para este processo é de -26,0 kJ mol-1 em soluções aquosas e -26,7 kJ mol-1 em soluções etanólicas. Para o mentol, a energia livre de adsorção de Gibbs calculada foi de -26,7 kJ mol-1 em soluções aquosas e -24,2 kJ mol-1 em soluções etanólicas. Para o limoneno, esses valores foram -24,2 kJ mol-1 em meio aquoso e -26,0 kJ mol-1 em meio etanólico, e para a pulegona os valores foram de -25,7 kJ mol-1 e -24,6 kJ mol-1, em meio aquoso e etanólico, respectivamente. Foi detectado que as espécies adsorvidas na superfície do metal diminuíram os valores das densidades de corrente anódicas, bem como a perda de massa do metal. Esses efeitos permitem-nos classificar esses compostos orgânicos como inibidores naturais de corrosão para o aço carbono em soluções aquosas e etanólicas. / The electrochemical behavior of low carbon steel in aqueous solutions containing KNO3 0.10 mol L-1 and ethanolic solutions containing tetraethylammonium chloride 0.10 mol L-1 was studied in the absence and presence of different concentrations (0.50 mM to 50.0 mM) of linalyl acetate, menthol, limonene and pulegone. Electrochemical techniques such as potentiometry, cyclic voltammetry, chronoamperometry, Tafel curves and electrochemical impedance spectroscopy were used to understand the interaction between the organic compound and the electrode surface. Weight loss measurements were also performed, as well as visual confirmation of the results by photographic records. Linalyl acetate adsorbed on low carbon steel surface even in the presence of a large amount of water or ethanol. The Gibbs free energy of adsorption for this process was -26.0 kJ mol-1 in aqueous solutions and -26.7 kJ mol-1 for ethanol solutions. For menthol, the Gibbs free energy of adsorption was calculated -26.7 kJ mol-1 in aqueous solutions and -24.2 kJ mol-1 for ethanol solutions. For limonene, these values were -24.2 kJ mol-1 in aqueous medium and -26.0 kJ mol-1 in ethanolic medium, and for pulegone the values were - 25.7 kJ mol-1 and -24.6 kJ mol-1 in aqueous and ethanolic medium, respectively. It was detected that the species adsorbed on the metal surface decreased the amounts of anodic current densities and the metal mass loss. These effects allow us to classify the organic compounds investigated as natural corrosion inhibitors for low carbon steel in aqueous and ethanolic solutions.

O comportamento eletroquímico do aço carbono em soluções aquosas contendo KNO3 0,10 mol L-1 e soluções etanólicas contendo cloreto de tetraetilamônio 0,10 mol L-1 foi estudado na ausência e na presença de diferentes concentrações (0,50 mM a 50,0 mM) de acetato de linalila, mentol, limoneno e pulegona. Técnicas eletroquímicas como a potenciometria, varredura potenciodinâmica, cronoamperometria, curvas de Tafel e espectroscopia de impedância eletroquímica foram utilizadas a fim de compreender a interação entre os compostos orgânicos e a superfície do eletrodo. Medidas de perda de massa também foram realizadas, bem como a comprovação visual dos resultados mediante registros fotográficos. O acetato de linalila adsorve na superfície do aço carbono mesmo na presença de grande quantidade de água ou etanol. A energia livre de adsorção de Gibbs para este processo é de -26,0 kJ mol-1 em soluções aquosas e -26,7 kJ mol-1 em soluções etanólicas. Para o mentol, a energia livre de adsorção de Gibbs calculada foi de -26,7 kJ mol-1 em soluções aquosas e -24,2 kJ mol-1 em soluções etanólicas. Para o limoneno, esses valores foram -24,2 kJ mol-1 em meio aquoso e -26,0 kJ mol-1 em meio etanólico, e para a pulegona os valores foram de -25,7 kJ mol-1 e -24,6 kJ mol-1, em meio aquoso e etanólico, respectivamente. Foi detectado que as espécies adsorvidas na superfície do metal diminuíram os valores das densidades de corrente anódicas, bem como a perda de massa do metal. Esses efeitos permitem-nos classificar esses compostos orgânicos como inibidores naturais de corrosão para o aço carbono em soluções aquosas e etanólicas. / The electrochemical behavior of low carbon steel in aqueous solutions containing KNO3 0.10 mol L-1 and ethanolic solutions containing tetraethylammonium chloride 0.10 mol L-1 was studied in the absence and presence of different concentrations (0.50 mM to 50.0 mM) of linalyl acetate, menthol, limonene and pulegone. Electrochemical techniques such as potentiometry, cyclic voltammetry, chronoamperometry, Tafel curves and electrochemical impedance spectroscopy were used to understand the interaction between the organic compound and the electrode surface. Weight loss measurements were also performed, as well as visual confirmation of the results by photographic records. Linalyl acetate adsorbed on low carbon steel surface even in the presence of a large amount of water or ethanol. The Gibbs free energy of adsorption for this process was -26.0 kJ mol-1 in aqueous solutions and -26.7 kJ mol-1 for ethanol solutions. For menthol, the Gibbs free energy of adsorption was calculated -26.7 kJ mol-1 in aqueous solutions and -24.2 kJ mol-1 for ethanol solutions. For limonene, these values were -24.2 kJ mol-1 in aqueous medium and -26.0 kJ mol-1 in ethanolic medium, and for pulegone the values were - 25.7 kJ mol-1 and -24.6 kJ mol-1 in aqueous and ethanolic medium, respectively. It was detected that the species adsorbed on the metal surface decreased the amounts of anodic current densities and the metal mass loss. These effects allow us to classify the organic compounds investigated as natural corrosion inhibitors for low carbon steel in aqueous and ethanolic solutions.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho, vários tipos de compostos foram testados com o objetivo de avaliar sua potencialidade para uso como inibidores de corrosão de armadura de aço carbono em concreto armado. Os aditivos testados foram benzoato de sódio, benzotriazol, carbonato de ítrio, polietilenoglicol, e hexametilenotetramina. Inicialmente foram realizados ensaios exploratórios para seleção dos candidatos potenciais entre os compostos testados com base na eficiência de inibição determinada por ensaios eletroquímicos, especificamente ensaios de polarização e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os ensaios eletroquímicos foram realizados em uma solução sintética composta por 0,01N de hidróxido de sódio (NaOH) mais 0,05N de hidróxido de potássio (KOH), para simular a composição da solução dentro dos poros no concreto. O aditivo que apresentou melhor potencialidade para uso como inibidor de corrosão foi o benzotriazol (BTA). Após eliminação dos compostos que apresentaram potencial de plicação, e seleção do candidato com maior eficiência de inibição no meio de estudo, o efeito da sua concentração na resistência à corrosão foi avaliado. Soluções de nitrito de sódio foram também usadas nas mesmas oncentrações que as adotadas para as de BTA para efeito de comparação. O nitrito de sódio é um inibidor de corrosão já estabelecido para reforços de aço carbono em concreto, mas este tem sido associado com efeitos tóxicos. O benzotriazol (BTA) foi associado com eficiências de inibição sempre superiores às do nitrito de sódio nas mesmas concentrações. Um filme escuro e aderente foi formado na superfície do aço durante períodos longos de imersão no meio alcalino contendo BTA. Os resultados apontaram para o alto potencial de aplicação do BTA como aditivo inibidor da corrosão do aço em estruturas de concreto armado, podendo vir a substituir o nitrito nestas aplicações. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Este trabalho tem por objetivo estudar a eficiência dos oxiânions molibdato (MoO4 2-) e tungstato (WO4 2-) na inibição da corrosão localizada em aços inoxidáveis austeníticos (347 e 304L) em sistemas de água com alto grau de pureza na presença de íons cloreto (Cl-). Para avaliar a ação dos oxiânions estudados foram empregadas técnicas eletroquímicas de monitoramento do potencial de circuito aberto (Eoc), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), polarização cíclica (PC) e cronoamperometria (CA). Para caracterização superficial foram utilizadas microscopia óptica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (SEM). Os ensaios foram realizados em meios contendo somente água pura desoxigenada e água pura desoxigenada contendo íons cloreto (50, 100, 200, 300 e 500 ppm) variando a concentração (0, 10-4, 10-3 e 10-2 M) dos inibidores molibdato e tungstato de sódio. Todos os experimentos foram realizados à temperatura ambiente e em condições hidrodinâmicas controladas, empregando o sistema de eletrodo de disco rotativo (RDE) com velocidade constante de1200 rpm. Os resultados mostraram que os aços inoxidáveis 347 e 304L permanecem passivos em água pura, uma vez que o meio não é agressivo. Entretanto, a adição de íons cloreto tornou-os susceptíveis à corrosão por pites, pois os cloretos atuam como desapassivadores, fragilizando o filme passivo que fornece proteção aos aços inoxidáveis. O aumento da concentração dos íons cloreto no eletrólito aumentou a sua agressividade para os dois aços estudados, sendo observado o precoce aparecimento da corrosão. No entanto, a adição dos inibidores molibdato e tungstato de sódio melhorou a qualidade da camada passiva, aumentando os valores de potencial de pite (Ep) e de módulo de impedância, mantendo a passividade dos aços num amplo intervalo de potenciais. Ensaios cronoamperométricos mostraram que na presença dos oxiânions os valores medidos de densidade de corrente de resposta para os aços inoxidáveis 347 e 304L foram acentuadamente menores em relação aos valores obtidos na ausência dos mesmos, confirmando que os inibidores utilizados atuam na melhora da camada passiva, diminuindo a sensibilidade aos cloretos e conseqüentemente aumentando a resistência contra a corrosão por pites dos aços. O estudo mostrou que os melhores resultados para ambos os aços foram obtidos na presença de 10-2 M de inibidor, tanto para o tungstato quanto para o molibdato, sendo este com eficiência levemente melhor. Além disso, o aço 304L sem partículas incrustadas de alumina mostrou-se menos susceptível aos ataques dos cloretos do que o aço 347. Nas amostras que tiveram a superfície tratada com lixas de abrasivo de alumina, essas partículas foram incrustadas nos aços e isso levou ao desaparecimento de um potencial de pite bem definido. Na presença de alta concentração de cloretos, essas partículas foram arrancadas pelo ataque às regiões deformadas mecanicamente, localizadas ao redor das partículas incrustadas e as propriedades do aço em si puderam ser verificadas. / The aim of this work is to study the efficiency of molibdate (MoO4 2-) and tungstate (WO4 2-) oxianions in the inhibition of the localized corrosion in austenitic stainless steels (347 and 304L) in high purity water systems in the presence of chloride ions (Cl-). In order to evaluate the action of the oxianions electrochemical techniques as open circuit potential (OCP), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic polarization (CP) and chronoamperometry (CA) were accomplished. For surface characterization optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM) were used. The experiments were carried out in deoxygenated pure water and deoxygenated pure water containing chloride ions (50, 100, 200, 300 and 500 ppm) adding different concentrations (0, 10-4, 10-3 and 10-2 M) of molibdate and tungstate ions. All the experiments were performed at room temperature under controlled hydrodynamic conditions using a rotating disk electrode (RDE) at constant rotation speed of 1200 rpm. The results showed that 347 and 304L stainless steels remain passive in pure water, since the environment is not aggressive. However, in the presence of chloride ions they become susceptive to pitting corrosion, with chloride ions acting depassivity agents weakening the passive film that supplies protection to the stainless steels. The increase of chloride ions concentration in the electrolyte enhanced the aggressiveness for both steels evidenced by a precocious accurance of pitting corrosion. On the other hand, the addition of sodium molibdate and tungstate inhibitors improved the quality of the passive layer, increasing the pitting potentials (Ep) and the impedance modulus, improving the the passivity of steels a large of potential range. Chronoamperometric measurements showed that in the presence of oxianions response current density for 347 and 304L stainless steels was strongly diminished in relation to the values obtained in the absence of the inhibitors, confirming that the inhibitors act in the improvement of the passive layer, decreasing its sensitivity to chlorides and consequently increasing the steels resistance against pitting corrosion. Results showed that the best results for both steels were obtained in the presence of 10- 2 M tungstate or molibdate, being this latter with efficiency lightly better. Moreover, the 304L stainless steel showed to be less susceptive to pitting corrosion compared to 347 stainless steel. For stainless steel specimens previously treated with Al2O3 emery papers, Al2O3 particles become embedded in the steel surface and led to the indefinition of the pitting potential values. In the presence of high chloride concentrations, the mechanically affected region of steel in the surrounding of Al2O3 particles was attacked and Al2O3 particles were removed reveling the stainless steel own resistance to chlorides.

No description available.

In this study, the bacterial growth dynamics of 14 pilot drinking water distribution systems were studied in order to observe water quality changes due to corrosion inhibitor addition. Empirical models were developed to quantity the effect of inhibitor type and dose on bacterial growth (biofilm and bulk water). Water and pipe coupon samples were taken and examined during the experiments. The coupons were exposed to drinking water at approximately 20°C for at least 5 weeks to allow the formation of a measurable quasi- steady-state biofilm. Bulk water samples were taken every week. In this study, two simple but practical empirical models were created. Sensitivity analysis for the bulk HPC model (for all 14 of the PDSs) showed that maintaining a chloramine residual at 2.6 mg/L instead of 1.1 mg/L would decrease bulk HPC by anywhere from 0.5 to 0.9 log, which was greater than the increase in bulk HPC from inhibitor addition at 0.31 to 0.42 log for Si and P based inhibitors respectively. This means that maintaining higher residual levels can counteract the relatively modest increases due to inhibitors. BF HPC was affected by pipe material, effluent residual and temperature in addition to a small increase due to inhibitor addition. Biofilm density was most affected by material type, with polyvinyl chloride (PVC) biofilm density consistently much lower than other materials (0.66, 0.92, and 1.22 log lower than lined cast iron (LCI), unlined cast iron (UCI), and galvanized steel (G), respectively). Temperature had a significant effect on both biofilm and bulk HPC levels but it is not practical to alter temperature for public drinking water distribution systems so temperature is not a management tool like residual. This study evaluated the effects of four different corrosion inhibitors (i.e. based on either phosphate or silica) on drinking water distribution system biofilms and bulk water HPC levels. Four different pipe materials were used in the pilot scale experiments, polyvinyl chloride (PVC), lined cast iron (LCI), unlined cast iron (UCI), and galvanized steel (G). Three kinds of phosphate based and one silica based corrosion inhibitors were added at concentrations typically applied in a drinking water distribution system for corrosion control. The data showed that there was a statistically significant increase of 0.34 log in biofilm bacterial densities (measured as HPC) with the addition of any of the phosphate based inhibitors (ortho-phosphorus, blended ortho-poly-phosphate, and zinc ortho-phosphate). A silica based inhibitor resulted in an increase of 0.36 log. The biological data also showed that there was a statistically significant increase in bulk water bacterial densities (measured as heterotrophic plates count, HPC) with the addition of any of the four inhibitors. For bulk HPC this increase was relatively small, being 15.4% (0.42 log) when using phosphate based inhibitors, and 11.0% (0.31 log) for the silica based inhibitor. Experiments with PDS influent spiked with phosphate salts, phosphate based inhibitors, and the silicate inhibitor showed that the growth response of P17 and NOx in the AOC test was increased by addition of these inorganic compounds. For this source water and the PDSs there was more than one limiting nutrient. In addition to organic compounds phosphorus was identified as a nutrient stimulating growth, and there was also an unidentified nutrient in the silica based inhibitor. However since the percentage increases due to inhibitors were no greater than 15% it is unlikely that this change would be significant for the bulk water microbial quality. In addition it was shown that increasing the chloramines residual could offset any additional growth and that the inhibitors could help compliance with the lead and copper rule. However corrosion inhibitors might result in an increase in monitoring and maintenance requirements, particularly in dead ends, reaches with long HRTs, and possibly storage facilities. In addition it is unknown what the effect of corrosion inhibitors are on the growth of coliform bacteria and opportunistic pathogens relative to ordinary heterotrophs. A method was developed to monitor precision for heterotrophic plate count (HPC) using both blind duplicates and lab replicates as part of a project looking at pilot drinking water distribution systems. Precision control charts were used to monitor for changes in assay variability with time just as they are used for chemical assays. In adapting these control charts for the HPC assay, it was determined that only plate counts ≥ 30 cfu per plate could be used for Quality Assurance (QA) purposes. In addition, four dilutions were used for all known Quality Control (QC) samples to insure counts usable for QC purposes would be obtained. As a result there was a 50% increase in the required labor for a given number of samples when blind duplicates and lab replicates were run in parallel with the samples. For bulk water HPCs the distributions of the duplicate and replicate data were found to be significantly different and separate control charts were used. A probability based analysis for setting up the warning limit (WL) and control limit (CL) was compared with the method following National Institute of Standard and Technology (NIST) guidelines.