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Obtenção de microcápsulas poliméricas contendo um agente formador de filme em seu núcleo para o desenvolvimento de revestimentos autorreparadores (2017)

  • Authors:
  • Autor USP: COTTING, FERNANDO - EP
  • Unidade: EP
  • Sigla do Departamento: PQI
  • Subjects: REVESTIMENTOS; RESINAS; CORROSÃO
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: A aplicação de uma ou mais camadas de tinta sobre as superfícies metálicas é a maneira mais comum e eficaz de proteger os substratos metálicos contra o fenômeno da corrosão. No entanto, os sistemas de pintura podem vir a falhar precocemente por diferentes motivos, causando um ataque corrosivo inesperado no metal a ser protegido. Por esta razão, o processo de repintura em estruturas metálicas é realizado frequentemente para garantir a integridade da estrutura pintada e aumentar sua vida útil. Como o processo de repintura gera impactos econômicos e ambientais, sistemas de pintura capazes de sofrerem uma reparação sem a necessidade de uma intervenção humana, precisam ser desenvolvidos. O encapsulamento de agentes de reparação, com propriedades de formação de filme, em microcápsulas poliméricas é uma excelente alternativa para que os sistemas de pintura se autorreparem, aumentando os intervalos de repintura. Após o processo de encapsulamento, as microcápsulas contendo o agente de reparação são incorporadas na preparação da tinta, para que o sistema de pintura seja aplicado sobre a estrutura metálica. Este tipo de aditivação confere ao revestimento a propriedade de autorreparação, pois quando o sistema de pintura é danificado as microcápsulas são rompidas e liberam o agente de reparação no local danificado, protegendo novamente o substrato metálico. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema autorreparador monocomponente, através do microencapsulamento de uma resina a base de éster de epóxi, pelo método de polimerização in-situ. Também foi desenvolvido um sistema autorreparador bicomponente, através do microencapsulamento de uma resina a base de epóxi, pelo método de emulsão e polimerização in-situ de ureia-formaldeído-melamina e do seu endurecedor a base de poliamida, pelo método de extração de solvente em paredes de poliestireno. Foi realizado umplanejamento estatístico para estudar a emulsão precursora das microcápsulas de poli(ureia-formaldeído-melamina) contendo o sistema monocomponente, onde foram estudados: o tipo e a velocidade de agitação, a presença de cloreto de sódio na formulação, o uso de uma sonda ultrassônica após a etapa de dispersão, a concentração de tensoativo na formulação e o tensoativo utilizado. Como variáveis de resposta foram determinadas: a estabilidade visual das emulsões e o diâmetro das gotículas formadas. A melhor condição de emulsificação determinada foi utilizada para a obtenção das microcápsulas de poli(ureia-formaldeídomelamina) contendo a resina éster de epóxi e das microcápsulas de poli(ureiaformaldeído-melamina) contento a resina epóxi. Entre as condições de emulsificação estudadas, apenas a condição utilizando o tensoativo goma arábica possibilitou a obtenção das microcápsulas de poli(ureia-formaldeído-melamina) na faixa de diâmetro desejada. O método escolhido para o encapsulamento do endurecedor possibilitou a obtenção de microcápsulas de poliestireno, porém com uma baixa capacidade de armazenamento. A liberação dos agentes de reparação encapsulados foi observada pela microscopia óptica e comprovada pela técnica de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e pela técnica de espectroscopia Raman. Os aditivos autorreparadores desenvolvidos (mono e bicomponente) foram adicionados separadamente em uma tinta epóxi, nas proporções mássicas em base seca de 10 e 15 %. O sistema de pintura foi aplicado em um esquema de três camadas e o aditivo de autorreparação foi incorporado na primeira e/ou segunda camada aplicada. O sistema de pintura contendo o aditivo autorreparador monocomponente apresentou um aspecto visual melhor do que o sistema de pintura contendo o aditivo autorreparadorbicomponente, porém o sistema bicomponente forneceu melhores propriedades de aderência, de impermeabilidade, anticorrosivas e de autorreparação à tinta aditivada. As medidas com as técnicas eletroquímicas de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e de varredura com eletrodo vibratório (SVET) comprovaram que os dois aditivos desenvolvidos proporcionaram o efeito autorreparador aos sistemas de pintura aditivados, quando estes foram danificados mecanicamente com uma microbroca ou com um estilete. Ensaios acelerados de corrosão em câmara de névoa salina e ensaios de exposição ao intemperismo natural mostraram que os aditivos desenvolvidos promoveram uma proteção adicional ao aço carbono, quando o sistema de pintura foi danificado mecanicamente.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 19.10.2017
  • Acesso à fonte
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    • ABNT

      COTTING, Fernando; AOKI, Idalina Vieira. Obtenção de microcápsulas poliméricas contendo um agente formador de filme em seu núcleo para o desenvolvimento de revestimentos autorreparadores. 2017.Universidade de São Paulo, São Paulo, 2017. Disponível em: < http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-15012018-143331/pt-br.php >.
    • APA

      Cotting, F., & Aoki, I. V. (2017). Obtenção de microcápsulas poliméricas contendo um agente formador de filme em seu núcleo para o desenvolvimento de revestimentos autorreparadores. Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-15012018-143331/pt-br.php
    • NLM

      Cotting F, Aoki IV. Obtenção de microcápsulas poliméricas contendo um agente formador de filme em seu núcleo para o desenvolvimento de revestimentos autorreparadores [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-15012018-143331/pt-br.php
    • Vancouver

      Cotting F, Aoki IV. Obtenção de microcápsulas poliméricas contendo um agente formador de filme em seu núcleo para o desenvolvimento de revestimentos autorreparadores [Internet]. 2017 ;Available from: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-15012018-143331/pt-br.php


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