Recubrimientos base SiO2 modificado por PU, PDMS Y DMDES para uso en aceros al bajo carbono

Abstract

RESUMEN: El objetivo principal del presente trabajo fue desarrollar nuevos materiales híbridos, para ser utilizados como recubrimientos anticorrosivos en aceros al bajo carbono. Los sistemas híbridos propuestos base SiO2 modificado por PU, PDMS y DMDES fueron obtenidos por el proceso Sol-Gel. Los materiales híbridos, llamados también ORMOSILs (ORganically MOdified SILicates), fueron sintetizados a partir de tetraetilortosilicato (TEOS), dimetildietoxi silano (DMDES), polidimetilsiloxano (PDMS) y poliuretano (PU). En la síntesis no se emplearon catalizadores, se mantuvo fija la relación en peso inorgánico/orgánico (70/30) y se varió el tipo y concentración de orgánico. Se utilizó como substrato el acero API 5L X52 debido principalmente a su elevada aplicación en el campo de la industria petrolera (tuberías). El recubrimiento se caracterizó por la técnica de microscopía electrónica de barrido (MEB), por microscopía de fuerza atómica (MFA) y por espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR) para caracterizar la microestructura, morfología superficial, rugosidad, espesor y estructura química de las películas. Los resultados mostraron recubrimientos con buenas propiedades de adherencia y buena capacidad de protección contra la corrosión cuando se utilizaron tres capas, se obtuvieron películas densas, homogéneas, libres de poros y ampollamientos, no así en una sola capa. La efectividad del recubrimiento en la velocidad de corrosión del acero se llevó a cabo mediante la técnica de Espectroscopía de Impedancia Electroquímica (EIS, por sus siglas en ingles) simulando condiciones atmosféricas a pH neutro, las características de los espectros indican que el empleo de tres capas da como resultado mayores valores de resistencia a la transferencia de carga en comparación con una sola capa. ABSTRACT: The main objective of this work was to develop new hybrid materials based on organically modified silicates (ORMOSILs) for use as an anticorrosive coating on low carbon steels. Such materials were synthesized by the solgel process. The materials were obtained using as precursor a tetraethoxysilane (TEOS) as inorganic silica network and polydimethylsiloxane (PDMS), dimethyldietoxysilane (DMDES) and polyurethane (PU). During the synthesis of hybrid materials, the weight ratio of inorganic/organic was remained constant as 70/30, the concentration and type of organic compound was varied and was not used catalyst. The substrate was the low carbon steel API 5L X52 due to its widespread use in the oil industry (pipeline). Scanning Electron Microscopy (SEM), and Atomic Force Microscopy (AFM), Fourier transform infrared (FTIR) were used in order to characterized the microstructure, morphology, roughness, thickness and chemical structure of the films. The results showed a good adherence and anticorrosion properties of the films when three layers were used, and also they were dense, homogeneous, free of pores and blistering films contrary to when one layer is used. The anticorrosion property of the films was evaluated using the Electrochemical Impedance spectroscopy (EIS) at a neuter pH in a simulated atmospheric condition, the characteristics of the impedance spectra indicate that the employment of three layers gives bigger charge transfer resistance values in comparison with a single layer.