En este trabajo de Tesis se estudió la electrosíntesis de películas de
polipirrol (PPy) a partir de diferentes soluciones electrolíticas empleando como
sustrato acero inoxidable 316 L (SS 316 L). Las películas obtenidas se
caracterizaron mediante técnicas electroquímicas, de superficie y además se
analizaron las soluciones electrolíticas, haciéndose hincapié en el estudio de las
propiedades anticorrosivas de los recubrimientos.
La electrosíntesis de PPy a partir de soluciones neutras o alcalinas de
salicilato (Sa) conduce a la formación de microtubos rectangulares huecos de PPy
sobre acero inoxidable 316 L. Estas estructuras se obtuvieron empleando una
concentración de Sa mayor a 0,1 M, mientras que para concentraciones más bajas
la estructura es globular, típica del PPy. Se propuso que cristales de ácido
salicílico precipitan sobre la superficie del electrodo como consecuencia de la
disminución del pH en la interfase durante la electropolimerización y estos cristales
actúan como molde para la deposición del polímero.
El alta área superficial y el alto contenido de Sa en los microtubos
rectangulares huecos permitió la inmovilización efectiva de especies de Ag. Se
propuso que el alto contenido de Sa en la matriz polimérica contribuye a
concentrar Ag+ en la superficie del electrodo. Posteriormente, la oxidación de
segmentos no oxidados del polímero permite que tenga lugar la reducción de los
cationes metálicos. Las películas de PPy modificadas con especies de plata
inhibieron satisfactoriamente el crecimiento de la bacteria Gram positiva
Staphylococcus aureus (S.aureus).
Tanto la película con morfología microtubular como la película con
morfología globular permanecieron estables y protegieron al sustrato en una
solución de cloruro a potencial de circuito abierto (PCA) durante un extenso
período de tiempo. Sin embargo, frente a condiciones experimentales más
drásticas, los resultados indicaron que sólo la película con morfología globular
protege de manera efectiva al acero inoxidable 316 L. Entonces se propuso la
formación de una bicapa constituida por una película interna con morfología
globular y una película externa con morfología microtubular la cual incrementó el
grado de protección anticorrosiva del acero.
Otra vía por la que se pudo obtener un recubrimiento para el acero
inoxidable 316 L con morfología microtubular y buenas propiedades anticorrosivas,
fue la formación de una bicapa con una película interna de PPy electrosintetizada
en presencia de MoO4 2- y NO3- a partir de soluciones neutras y alcalinas, ya que
estos aniones son efectivos inhibidores de la corrosión del acero. Las bicapas
presentaron excelentes capacidades protectoras frente a la corrosión y los
mejores resultados se obtuvieron cuando la película interna fue electrosintetizada
a partir de una solución alcalina. Esto se explica considerando la presencia de
ambos dopantes inhibidores de la corrosión en la película interna y la mayor
estabilidad del óxido para estos valores de pH. / The electrosynthesis of polypyrrole (PPy) films from different electrolytes
onto stainless steel 316 L (SS 316 L) was studied in this work. The obtained films
were characterized by electrochemical techniques, the electrolyte solutions and the
surfaces were analized, with an emphasis on the anticorrosive properties.
The electrosynthesis of PPy from near neutral or alkaline solutions containing
salicylate (Sa) leads to the formation of hollow rectangular microtubes. Higher
concentrations than 0.1 M of Sa are indispensable for their synthesis, whereas for
lower Sa concentrations the morphology of the electrodeposited polymer is the
typical globular structure of PPy. It was proposed that the initial crystallization of
salicylic acid (HSa) on the electrode surface as a consequence of the local pH
decrease in the interface during the electropolymerization, constitutes the building
block for the formation of PPy rectangular microtubes.
The high content of Sa in the hollow rectangular-sectioned microtubes of PPy
and the high specific area of the coatings allowed Ag+ species to be concentrated
in the polymer surface. Then, these cations could be reduced while nonoxidized
segments in the polymer are oxidized. The modified electrode presents
antibacterial activity against Gram-positive bacteria Staphylococcus aureus.
Open circuit potential measurements in chloride solution showed that the PPy
films with granular morphology as well as the PPy coating with hollow rectangular
microtubes remained stable and protective for a long period of time. However,
under more drastic experimental conditions the PPy film with granular morphology
had better protective properties than the film constituted by the microtubes. In order to improve the corrosion protection imparted by the PPy coating formed by
the microtubes a system of two layers was electrodeposited, the first one consisted
of polypyrrole with a granular morphology and the second one, on the top, was
constituted by the microtubes. This bilayered system improved the protection
performance of the coating with microtubes morphology.
Another way to obtain a coating constituted by the hollow rectangular-
sectioned microtubes but with better anticorrosive properties, was the synthesis of
a bilayer system by depositing a PPy underlayer electropolymerized from near
neutral or alkaline solutions containing molybdate and nitrate and a PPy film
formed by the microtubes as a top layer. Both, molybdate and nitrate are effective
corrosion inhibitors of the stainless steel. The bilayer coatings presented excellent
protective behaviour and the coating with the inner layer formed in alkaline solution
reduced the corrosion of the substrate more effectively than that formed in neutral
solution, which is related to the more protective nature of the oxide formed at high
pH values.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:uns.edu.ar/oai:repositorio.bc.uns.edu.ar:123456789/3643 |
| Date | 14 March 2014 |
| Creators | González, María Belén |
| Contributors | Saidman, Silvana Beatriz, Vela, María Elena |
| Publisher | Universidad Nacional del Sur |
| Source Sets | Universidad Nacional del Sur |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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