Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/59123
Type: Dissertação
Title: Desenvolvimento do revestimento epóxi/óxido de grafeno para aplicação em barra roscada
Authors: Amanda Bertachini Filizzola
First Advisor: Glaura Goulart Silva
First Co-advisor: Cláudia Karina Barbosa de Vasconcelos
First Referee: Fernando Cotting
Second Referee: João Paulo Campos Trigueiro
Abstract: O presente trabalho apresenta a investigação das propriedades anticorrosivas, tribológicas e de hidrofobicidade promovidas pela adição de óxido de grafeno (GO) em matriz epóxi para aplicação em barras roscadas. Neste contexto, o GO produzido pelo CTNano/UFMG foi caracterizado quanto a suas características físico-químicas e morfológicas e utilizado para preparar um nanocompósito com a resina derivada do monômero diglicidil Éter de Bisfenol A (DGEBA). Foram testadas três concentrações de GO no sistema epóxi (0,1; 0,25; 0,5% m/m) e os nanocompósitos foram preparados via moinho de rolos. A presença de GO no epóxi promoveu um aumento de 23°C na estabilidade térmica do sistema de referência (epóxi puro processado da mesma forma que os nanocompósitos). No entanto, estudos através da técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC) apontaram uma diminuição na temperatura de transição vítrea do sistema com a incorporação do GO. As análises de XPS foram realizadas para estudar a interação entre DGEBA e GO e confirmam a presença do nanomaterial na formulação. O comportamento dos sistemas a partir de solicitações mecânicas de tração e flexão foram avaliados e os resultados de tração mostram similaridade entre os sistemas em estudo. Por outro lado, a formulação desenvolvida para o nanocompósito apresentou um comportamento 52% mais tenaz em condições de flexão se comparado com o sistema de referência. As barras roscadas revestidas foram incialmente avaliadas morfologicamente e foi constatada a homogeneidade e integridade dos revestimentos. O ensaio de molhabilidade feito sobre as superfícies revestidas mostrou um aumento de 26° no ângulo de contato para o sistema nanoestruturado mais concentrado em relação a referência. Os ensaios de corrosão acelerados em câmara de névoa salina também apontaram o revestimento fabricado com 0,5% m/m de GO como o mais promissor na proteção contra corrosão, demonstrando uma diminuição de 36% da área corroída em relação ao revestimento de referência. O desgaste dos revestimentos foi estudado através de um ensaio de microabrasão, no equipamento Calotest, sobre a superfície de chapas planas e apontou uma diminuição de 31% no coeficiente de desgaste do sistema nanoestruturado em comparação com a referência. Finalmente, o conjunto de resultados reportados no presente trabalho indicou o sistema epóxi/GO como promissor em relação a propriedades anticorrosivas, tribológicas e de hidrofobicidade.
Abstract: The present work presents the investigation of the anticorrosive, tribological and hydrophobic properties promoted by the addition of graphene oxide (GO) in an epoxy matrix for application in threaded bars. In this context, the GO produced by CTNano/UFMG was characterized according to its physical-chemical and morphological characteristics and used to prepare a nanocomposite with the resin derived from the monomer diglycidyl Bisphenol A Ether (DGEBA). Three GO concentrations were tested in the epoxy system (0.1; 0.25; 0.5% m/m) and the nanocomposites were prepared via roller mill. The presence of GO in the epoxy promoted a 23°C increase in the thermal stability of the reference system (pure epoxy processed in the same way as the nanocomposites). However, studies using the differential scanning calorimetry (DSC) technique have shown a decrease in the glass transition temperature of the system with the incorporation of GO. XPS analyzes were carried out to study the interaction between DGEBA and GO and confirm the presence of the nanomaterial in the formulation. The behavior of the systems from traction and flexion mechanical requests were evaluated and the traction results show similarity between the systems under study. On the other hand, the formulation developed for the nanocomposite presented a behavior 52% more tenacious in bending conditions compared to the reference system. The coated threaded rods were initially morphologically evaluated and the homogeneity and integrity of the coatings were verified. The wettability test performed on the coated surfaces showed an increase of 26° in the contact angle for the more concentrated nanostructured system in relation to the reference. The accelerated corrosion tests in a salt spray chamber also indicated the coating manufactured with 0.5% m/m of GO as the most promising in terms of corrosion protection, demonstrating a 36% decrease in the corroded area in relation to the reference coating. The wear of the coatings was studied through a microscale abrasive wear test, in the Calotest equipment, on the surface of flat plates and showed a 31% decrease in the wear coefficient of the nanostructured system compared to the reference. Finally, the set of results reported in the present work indicated the epoxy/GO system as promising in terms of anticorrosive, tribological and hydrophobicity properties.
Subject: Engenharia quimica
Óxido de grafeno
Resinas epoxi
Corrosão
Hidrofobicidade
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
Rights: Acesso Restrito
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/59123
Issue Date: 31-Jan-2023
metadata.dc.description.embargo: 31-Jan-2025
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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