Análise da eficiência anticorrosiva do óxido de grafeno reduzido como nanoaditivo

Abstract

RESUMO: O objetivo do estudo consiste em avaliar a eficácia da adição de grafeno em epóxi como revestimento anticorrosivo em uma simulação de operação de uma máquina de beneficiamento de rochas ornamentais. O sistema epóxi escolhido é o Epóxi Novolac Tipo II, que é formado por dois componentes: A, baseado em bisfenol F, e B, um endurecedor a base de polímero aminado. Foram analisados diferentes valores de aditivações, tanto o sistema epóxi sem a adição de grafeno, e sistemas aditivados com proporções mássicas variadas (0,05%, 0,1% e 0,15%). A dispersão do grafeno no sistema epóxi foi realizado através de um agitador mecânico. O material utilizado com substrato foi o aço carbono 1020, que teve sua superfície preparada através de jateamento de areia e, logo após, foi revestida com o uso de uma pistola de ar comprimido. Para se analisar a eficácia dos revestimentos utilizados, foram realizadas simulações em um erosímetro, utilizando lama abrasiva para recriar as condições escolhidas em intervalos de tempo de 5, 10, 15 e 20 horas. A eficiência do grafeno como aditivo foi determinada através dos seguintes métodos: análise óptica, análise visual, análise por perda de massa e análise da rugosidade do revestimento. Foi concluído que proporções mássicas acima de 0,1% apresenta uma deterioração da propriedade anticorrosiva do sistema aditivado, enquanto valores abaixo desse valor crítico apresentam um aumento considerável em sua eficiência anticorrosiva. Isso pode estar relacionado ao fato de o grafeno ter a tendencia de se aglomerar e criar concentradores de tensão.

ABSTRACT: The objective of the study is to evaluate the effectiveness of the addition of graphene in epoxy as an anticorrosive coating in a simulation of the operation of an ornamental stone processing machine. The epoxy system chosen is Novolac Type II Epoxy, which is formed by two components: A, based on bisphenol F, and B, an amine polymer-based hardener. Different values of additives were analyzed, both the epoxy system without the addition of graphene, and additive systems with different mass proportions (0.05%, 0.1% and 0.15%). The dispersion of graphene in the epoxy system was performed using a mechanical stirrer. The material used as substrate was 1020 carbon steel, which had its surface prepared by sandblasting and, soon after, was coated using a compressed air gun. To analyze the effectiveness of the coatings used, simulations were performed in an erosimeter, using abrasive slurry to recreate the chosen conditions at time intervals of 5, 10, 15 and 20 hours. The efficiency of graphene as an additive was determined through the following methods: optical analysis, visual analysis, mass loss analysis and coating roughness analysis. It was concluded that mass proportions above 0.1% show a deterioration of the anticorrosive property of the additive system, while values below this critical value show a considerable increase in its anticorrosive efficiency. This may be related to the fact that graphene has a tendency to clump together and create stress concentrators.