Síntesis y análisis de compósitos de policarbonato con nanotubos de carbono para protección del acero A572

Abstract

In this study, the synthesis and characterization of polycarbonate-based composites with the incorporation of 1.5, 3, and 5% carbon nanostructures were conducted. These composites were utilized as corrosion-resistant coatings for A572 structural steel. The research began with the synthesis of carbon nanostructures at temperatures of 750, 800, and 850 °C. These structures were formed from a novel recycled precursor, which was a methanolic fraction obtained from the waste of the alcoholic distillation process. The chemical vapor deposition method was used to synthesize the carbon nanostructures. The subsequent step involved the characterization of the three types of nanostructures obtained: carbon nanotubes, carbon nanoribbons, and carbon nanobeads. These nanostructures were characterized using a variety of techniques, including X-ray diffraction, scanning electron microscopy, spectroscopy (FTIR and RAMAN), and thermogravimetric analysis. In accordance with the characterization results, carbon nanostructures synthesized at 750°C were utilized as reinforcement in the synthesis of polycarbonate composites. The coating was subsequently applied, and its adhesion, corrosion properties (as determined by potentiodynamic polarization), and Vickers microhardness were characterized. Coatings with 5% CNS demonstrated superior performance in adhesion and corrosion tests, while exhibiting a decrease in microhardness compared to the 3% CNS composite. Therefore, it is concluded that the polycarbonate compound with the addition of 3 and 5% of CNS fulfills the function of coating A572 steel against corrosion.

En este trabajo se realizó la síntesis y caracterización de compósitos a base de policarbonato con la adición de 1.5, 3 y 5% de nanoestructuras de carbono y se utilizaron como recubrimientos del acero estructural A572 contra la corrosión. La investigación inicia con la síntesis de las nanoestructuras de carbono a 750, 800 y 850 °C; a partir de un nuevo precursor de reciclado (fracción metanólica obtenida del desecho del proceso de la destilación alcohólica) por el método de deposición química de vapor. Seguido de la caracterización de los tres tipos de nanoestructuras obtenidos, nanotubos de carbono, nanolistones de carbono y nanoperlas de carbono, por las técnicas de difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, espectroscopía (FTIR y RAMAN) y análisis termogravimétrico. De acuerdo con los resultados obtenidos tras la caracterización, se utilizaron las nanoestructuras de carbono sintetizadas a 750 °C como material de refuerzo en la síntesis de los compósitos de policarbonato. Por último, se procedió al recubrimiento y a la caracterización de las propiedades de adhesión, la corrosión mediante la técnica de polarización potenciodinámica y la microdureza Vickers. Los recubrimientos con una concentración del 5 % de CNS exhibieron los resultados más sobresalientes en las pruebas de adhesión y corrosión. En contraste, se observó una disminución en la microdureza en comparación con el composito que contenía el 3 % de CNS. En consecuencia, se infiere que el compuesto de policarbonato, con la incorporación del 3 y 5 % de CNS, satisface la función de recubrir el acero A572 contra la corrosión.