A corrosão é um fenômeno de interface que deteriora um metal através de reações químicas ou eletroquímicas, sendo caracterizada como um processo espontâneo, onde os materiais são transformados do estado metálico para uma forma combinada, decorrente da interação dos compostos metálicos com as substâncias do meio que estão inseridos. Como os prejuízos oriundos de processos corrosivos são elevados (estimativas mostram que os valores variam em torno de 3% a 4% do PIB de uma nação), estudos que minimizem estes processos são de vital importância econômica. Nos últimos anos, diversas pesquisas foram realizadas com o intuito de estudar superfícies hidrofóbicas e super-hidrofóbicas devido à sua função de autolimpeza, baixa aderência de contaminantes e proteção contra os efeitos corrosivos. Estudos recentes propõem a utilização de ácidos carboxílicos como percussores à formação destas camadas protetoras, sendo que melhores resultados foram obtidos utilizando ácidos carboxílicos de cadeias longas (acima de 11 carbonos). O ácido n-tetradecanóico (CH3(CH2)12COOH) pode ser utilizado sobre cobre e, após 10 dias de imersão em solução alcoólica de 0,06 mol/L, uma película super-hidrofóbica é formada sob o substrato, porém as características superficiais do metal são afetadas e uma camada esverdeada de carboxilato de cobre é formada. O presente trabalho, além de comprovar o efeito protetor desta camada superhidrofóbica formada, propôs a utilização do ácido n-tetradecanóico em um tratamento superficial, de forma a atuar como uma película protetora contra processos corrosivos, considerando curtos períodos de imersão em solução de ácido mirístico de forma a preservar as características superficiais do metal utilizado e torná-lo comercialmente e esteticamente mais atrativo. Os metais avaliados foram: cobre, latão e aço carbono. As técnicas eletroquímicas empregadas para a avaliação da película formada foram: curva de polarização, resistência de polarização linear (Rp) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). Medidas de ângulo de contato foram realizadas a fim de comprovar a viii hidrofobicidade do filme formado e espectroscopia de infravermelho e Raman, além da difratometria de raios X, a fim de caracterizar sua composição química. Melhores resultados foram obtidos para cobre, onde os ensaios comprovaram um aumento da hidrofobicidade da superfície metálica à medida que se aumentava o tempo de imersão dos corpos-de-prova em solução alcoólica 0,06 mol/L de ácido ntetradecanóico, atingindo valores de 116,1o e 149,8o após, respectivamente, 12 horas e 5 dias de imersão. Além disso, através de medidas de espectroscopia de impedância eletroquímica, também foi avaliado o grau de proteção da película hidrofóbica formada com relação ao substrato puro, sendo observado um aumento na proteção da superfície após 12 horas de imersão. / Corrosion is an interface phenomenon that deteriorates a metal by chemical or electrochemical reactions. It is characterized as a spontaneous process, where materials are transformed from the metallic state to a combined form. As corrosive processes damages are high (estimates show that the values vary around 3% to 4% of a nation GDP), studies that minimize corrosion reactions are of vital economic importance. Recently, several studies were performed in order to study hydrophobic and superhydrophobic layers due to its self-cleaning function, low adherence of contaminants and protection against corrosive effects. Recent studies propose the use of carboxylic acids as precursors to the formation of such protective layers, with best results being obtained using long chain carboxylic acids (up to 11 carbons). Over copper, the usage of n-tetradecanoic acid (CH3(CH2)12COOH) has showed good results after 10 days immersion in 0.06 mol/L ethanolic solution. Experimental results proved that the super hydrophobic surface could improve significantly the corrosion resistance of copper, although the surfaces have been strongly modified and a green oxidation layer (which is a copper carboxylate) has been formed over the etched copper surface. Besides proving the protective effect of the super-hydrophobic layer formed, this work also studied the use of n-tetradecanoic acid as a temporary protective layer, considering short immersion periods. In this way, the metal surface characteristics were preserved. The metals studied were: copper, brass and carbon steel. The electrochemical techniques employed for evaluation of the formed film were: polarization curves, linear polarization resistance (Rp) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Contact angle measurements were performed to prove the hydrophobicity of the film and X-ray diffraction, Raman and Infrared spectroscopy were also utilized to characterize its composition. x Test samples of these metals were immersed, at ambient temperature, in 0.06 mol/L of n-tetradecanoic ethanolic solution, for different immersion periods, in order to monitor the formation of the protective layer and its hydrophobicity. Furthermore, in order to study the formation and persistence of the formed film, electrochemical tests were also performed in 3.5 wt. % NaCl solution. The results obtained for copper demonstrate an increase of the metal surface hydrophobicity for longer immersion time in 0.06 mol/L n-tetradecanoic acid solution, reaching values of 116.1o and 149.8o after, respectively, 12 hours and 5 days of immersion. Furthermore, the degree of protection of hydrophobic film was also evaluated by electrochemical impedance spectroscopy measurements and the best results were obtained for 12hs of immersion.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-26062014-213431 |
| Date | 03 May 2013 |
| Creators | Passadore, Juliana de Almeida |
| Contributors | Aoki, Idalina Vieira |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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