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A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 1. Físico-Química

estudo da aplicação de polianilina-poliestireno sintetizada química e eletroquimicamente como inibidor da corrosão de aço

Karen Marabezi  1
Sandra Regina de Moraes  1
Artur de Jesus Motheo 1
(1. Departamento de Físico-química, Instituto de Química de São Carlos, USP)
INTRODUÇÃO:

         Há algumas décadas, foi observado que compostos com ligações conjugadas permitem um aumento na condutividade elétrica, quando submetidos a processos de dopagem. Estes novos materiais foram denominados de polímeros condutores e desde então, inúmeros trabalhos foram publicados demonstrando aplicações desses materiais, uma delas sendo de inibição de corrosão metálica. Como inibidores da corrosão, estes materiais promovem o deslocamento do potencial de corrosão para valores mais positivos, com eventual redução da corrente de corrosão, além de atuarem como barreira física, alterando as reações de transferência de carga na interface metal/eletrólito.

         Dentre os polímeros condutores a polianilina (PAni) e seus derivados se destaca por apresentarem grande estabilidade química em condições ambientais, solubilidade, facilidade de polimerização e de dopagem. Outro fator interessante é que a PAni  pode ser misturados a outros polímeros, formando blendas e compósitos, com propriedades diferentes. Contudo, não são encontrados trabalhos publicados utilizando blendas de polianilina-poliestireno (PAni/PS) como inibidores  da corrosão metálica.

        Desta forma, o objetivo do presente trabalho é analisar a capacidade de misturas poliméricas de PAni / PS em proteger contra a corrosão superfícies de aço 304 em meio de NaCl. Para tanto, as misturas poliméricas foram sintetizadas química e eletroquimicamente, em meio de H2SO4, caracterizadas com as técnicas de voltametria cíclica e espectroscopia no infravermelho , e a proteção contra a corrosão avaliada por curvas potenciodinâmicas.

METODOLOGIA:

Na preparação de PAni/PS via síntese química foi utilizada uma célula de vidro encamisada acoplada a um banho termostatizado. As blendas de PAni/PS foram preparadas em duas temperaturas de sínteses, 0 e 25 °C. PAni/PS foi sintetizada  em meio de H2SO4 e persulfato de amônio como agente oxidante, variando-se as concentrações dos constituintes. O PS foi obtido a partir do monômero de estireno utilizando como emulsionante dodecil sulfato de sódio (SDS) e como iniciador o persulfato de sódio, a 60 ºC.

Para síntese eletroquímica a PAni foi eletropolimerizada em presença de diferentes concentrações de PS, e em meio de H2SO4, diretamente sobre o aço inoxidável AISI 304, utilizando voltametria cíclica.

Os filmes de PAni/PS foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por espectroscopia de infravermelho (RTIR) na forma dopada e desdopada. Os espectros foram obtidos com um equipamento de Bomem, modelo MB-102. Para a desdopagem dos filmes estes foram imersos em uma solução de NH4OH por 24 horas. Os estudos de corrosão foram realizados por meio de curvas de polarização potenciodinâmicas dos eletrodos de AISI 304 recobertos e sem recobrimento e medidas de potencial de circuito aberto, para relacionar os parâmetros eletroquímicos à velocidade de corrosão, em solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl 3%), aerada e a 25 ºC.

 

RESULTADOS:

A análise das micrografias obtidas por MEV do PS, da PAni e das blendas de PAni/PS nas diferentes proporções de PS e anilina, permitiu observar que PS forma um filme quebradiço com estrutura homogênea ausente de glóbulos enquanto que a estrutura da PAni é constituída de pequenos glóbulos. A morfologia das blendas de PAni/PS são similares a da PAni, ou seja, constituída por pequenos glóbulos. Contudo, o aumento na proporção de PS nas blendas promove empacotamento desses glóbulos e também, um significativo aumento na interação entre os pequenos glóbulos. De forma geral, as estruturas de PAni/PS são similares e os espectros de FTIR apresentam marcantes características da PAni, com algumas bandas referentes ao PS. Entretanto, todos os polímeros em estudo promovem o deslocamento do potencial de corrosão do aço para valores mais positivos. O valor de Ecorr para o aço AISI-304, sem recobrimento, foi de -0,316 V entretanto, foi observado um deslocamento para valores mais positivos de Ecorr da ordem de 200 mV quando o aço foi protegido com blendas sintetizadas quimicamente, e de 250 mV para as sintetizadas eletroquimicamente. Outros parâmetros eletroquímicos referentes a aço AISI-304, sem recobrimento e recobertos com as diferentes misturas poliméricas de PAni/PS, indicam que estas apresentam propriedades inibidoras da corrosão metálica das superfícies dos aços AISI-304. Desta forma, as misturas poliméricas de PAni/PS podem ser consideradas como materiais alternativos, e podem ser aplicadas como revestimento protetor contra a corrosão.

CONCLUSÕES:

Misturas poliméricas de PAni/PS podem ser preparadas tanto via síntese química, com a utilização de uma agente oxidante, quanto via síntese eletroquímica pela polimerização oxidativa da anilina em presença de látex de poliestireno. As misturas poliméricas de PAni e PS sintetizadas tanto quimicamente quanto eletroquimicamente protegem o aço AISI-304 contra a corrosão.

O problema atual é a aderência das blendas à superfície metálica devido à presença do PS, o qual, uma vez resolvido permitirá que as taxas de corrosão venham a decrescer mais do que o observado no presente trabalho.

Instituição de fomento: PIBIC (USP/CNPq)
Trabalho de Iniciação Científica  
Palavras-chave: Polianilina; Poliestireno; Corrosão.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006