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Vol. 29. Núm. 2.
Páginas 46-54 (mayo - agosto 2017)
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Estudo da influência das concentrações do precursor BTSE e do flexibilizante polietilenoglicol na composição do sol e nas propriedades do filme híbrido
The concentrations influence of the BTSE precursor and the polyethyleneglycol plasticiser in the sol composition and in the hybrid film properties
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S.R. Kunsta, E.K. Kerstnerb, L.V.R. Beltramib,*, R. Boniattib, H.R.P. Cardosob, T.L. Menezesc, J.Z. Ferreirac, C.F. Malfattib
a PGEPROTEC, Universidade de Caxias do Sul – UCS, Rua Francisco Getúlio Vargas, 1130, Caxias do Sul – RS -Brasil
b LAPEC, Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, Avenida Bento Gonçalves, 9500, Porto Alegre – RS -Brasil
c LACOR, Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS, Avenida Bento Gonçalves, 9500, Porto Alegre – RS -Brasil
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Resumo

O desenvolvimento de revestimentos híbridos finos e ambientalmente amigáveis aplicados sobre superfícies metálicas vêm se tornando uma alternativa aos processos convencionais de pré-tratamentos. O objetivo deste estudo é o desenvolvimento de filmes híbridos obtidos de componentes alcoóxidos e plastificantes. O plastificante visa a obtenção de filmes com melhores propriedades anticorrosivas sobre substratos metálicos. Para isso, foi avaliada a influência da variação da concentração do silano BTSE e do plastificante PEG 1500. Os filmes foram obtidos por dip-coating e posteriormente submetidos a cura térmica. A hidrofobicidade do filme foi determinada por medidas de ângulo de contato e a morfologia foi avaliada por MEV e perfilometria. O comportamento eletroquímico dos substratos revestidos foi avaliado por monitoramento de potencial de circuito aberto, curvas de polarização e espectroscopia de impedância eletroquímica e o comportamento mecânico foi avaliado pelo ensaio ball-on-plate. Os resultados mostraram que uma menor concentração de BTSE e uma maior concentração de PEG promovem a formação de um filme mais resistente ao meio agressivo, protegendo o substrato metálico do ataque corrosivo, além de apresentar um boa resistência ao desgaste por atrito. Com isso, este revestimento se mostrou uma alternativa na proteção do aço galvanizado em meios potencialmente agressivos.

Palavras chave:
BTSE
PEG
aço galvanizado
corrosão
Abstract

The development of eco-friendly thin hybrid films on metallic surfaces has been becoming an alternative for convectional pretreatment processes. Silane coatings obtained via sol-gel technology are widely known, due to its hybrid nature interface (organicinorganic) facilitates interaction with metallic surface. The bis-1,2-(triethoxysilyl)ethane (BTSE) is a silane whose molecule contains six ethoxy groups and, after hydrolysed and cured, form a crosslinked filme that binds to the metal surface by covalent bonds to form a barrier film with excellent protective properties. However, after long periods of exposure, this film becomes susceptible to passage of electrolytes and sensitive to mechanical stresses. For this reason it is required the addition of plasticisers, such as poly(ethylene glycol) (PEG) to increase performance by barrier effect of the films. The objective of this work is to develop hybrid films and evaluate the influence of the concentration of BTSE silane and the plasticiser PEG 1500 on the electrochemical and mechanical properties when applied over galvanized steel substrate. The films were obtained by dip-coating and subjected to thermal curing. The hydrophobicity of the films were determined by contact angle measurements and the morphology was evaluated by scanning electron microscopy (SEM) and by profilometry. The electrochemical behavior of the films were evaluated by open circuit potential monitoring (OCP), polarisation curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The mechanical behavior of the films were evaluated by ball-on-plate test. Results showed that the hybrid films presented small surface irregularities, but no cracking or peeling, independently of the proportions of BTSE and PEG. The surface roughness of the samples showed no appreciable variation after the application of films. It was observed that the films have a higher hydrophobicity than the surface of the metal substrate. These results favors the corrosion protection of the substrate, because hydrophobic surfaces repel the electrolyte action. All the studied films showed good electrochemical performance, protecting the metal substrate of the corrosion process. However, it was observed that the film with a lower concentration of BTSE and higher PEG concentration showed the best corrosion performance, when compared to other films studied. Furthermore, it is also observed that films with lower concentration of BTSE showed greater resistance to abrasion. Based on these results, it is considered these films were a alternative for protection of galvanized steel in potentially aggressive environment.

Keywords:
BTSE
PEG
galvanised steel
corrosion
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