Evaluación de la resistencia a la corrosión de recubrimientos PMMA-SiO2 en agua de mar sintética

Abstract

This research presents the evaluation of the corrosion resistance of the PMMA-SiO2 coating, previously elaborated in the Center for Applied Physics and Advanced Technology of the National Autonomous University of Mexico (CFATA-UNAM) Juriquilla campus Querétaro. To obtain it, SiO2 nanoparticles (NPs) were synthesized by modifying the Stöber method, and methacrylate was polymerized via free radicals. The preparation of the coating was obtained by dispersing the NPs of SiO2 in a polymeric matrix of PMMA in concentrations of 1 wt.%. The coatings were applied on API 5L-X52 steel substrates, which were previously polished by grinding with sandpaper up to 600 degree, degreased and dried. Other pieces were polished up to grade 2000, chemically etched with Nital solution, and then, they were observed by microscopy to determine the microstructure of the substrate. Before applying the coating, the metal surface was conditioned by three cleaning methods: Electrochemistry (solution A), a phosphating method (solution B); both with application of cathodic electric charge, and lastly, a sodium phosphate method (solution C) without application of electric charge. After preparation of the metal surfaces, the coating was applied in two different ways: by brush and by dipping. This investigation presents the results of evaluation of the adhesion of the coating, applying two procedures described in the standards: the ASTM D3359 "Standard Test Methods for Measuring Adhesion by Tape Test" and the ASTM D4541 "Standard Test Methods for Pull-off Strength of Coatings Using Portable Adhesion". Additionally, the results of the corrosion resistance behavior of the coatings immersed in synthetic seawater by using electrochemical techniques (Tafel, LPR and EIS) are presented. Finally, the results of microstructure and chemical characterizations are presented by means of metallographic analysis and the results of scanning electron microscopy.

En esta investigación se presenta la evaluación de la resistencia a la corrosión del recubrimiento PMMA-SiO2, previamente elaborado en el Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada de la Universidad Nacional Autónoma de México (CFATA-UNAM) campus Juriquilla Querétaro. Para su obtención, se sintetizaron nanopartículas (NPs) de SiO2 modificando el método de Stöber, y se realizó una polimerización vía radicales libres del metacrilato. La preparación del recubrimiento se obtuvo mediante la dispersión de NPs de SiO2 en una matriz polimérica de PMMA en concentraciones al 1% en peso. Los recubrimientos fueron aplicados sobre los substratos de acero API 5L-X52, los cuales fueron previamente pulidos mediante desbaste con lija hasta grado 600, desengrasados y secados. Otras piezas fueron pulidas hasta grado 2000, atacadas químicamente con Nital, y entonces fueron observadas mediante microscopia para la determinación de la microestructura del sustrato. Previo a la aplicación del recubrimiento, la superficie metálica fue acondicionada mediante tres métodos de limpieza: Electroquímica (solución A), un método de fosfatado (solución B); ambas con aplicación de carga eléctrica catódica, y, por último, un método de fosfato de sodio (solución C) sin aplicación de carga eléctrica. Después de la preparación de las superficies metálicas, se realizó la aplicación del recubrimiento de dos maneras diferentes: con brocha y con inmersión. En esta investigación se presentan los resultados de evaluación de la adhesión del recubrimiento, aplicado dos procedimientos descritos en las normativas ASTM D3359 “Métodos de ensayo estándar para la medición de la adhesión mediante la prueba de cinta”, y ASTM D4541 “Métodos de ensayo estándar para la resistencia al desprendimiento de recubrimientos usando probadores de adhesión portátiles”. Así mismo se presentan los resultados del comportamiento de la resistencia a la corrosión de los recubrimientos inmersos en agua de mar sintética, utilizando técnicas electroquímicas (Tafel, LPR y EIS) Finalmente se presentan los resultados de caracterización de la microestructura y composición química mediante el análisis metalográfico y los resultados de la microscopia electrónica de barrido.