An Investigation on the Role of Mesoporous Silica Nanoparticles (MSN) as Smart-Capsules for Corrosion Protection Coatings

Autor/a

Tortajada Valle, Silvia

L’objectiu d’aquest treball és la investigació de l’ús de nanopartícules de sílice mesoporoses (MSNs) com a capsules intel·ligents en recobriments per la protecció contra la corrosió.
Una càpsula intel·ligent veu el seu mecanisme d’alliberament activat per un estímul extern, en el cas de les MSNs el desencadenant és el pH de l’entorn. La síntesi de les nanopartícules es va produir utilitzant un mètode sol-gel. Posteriorment, les MSNs es van carregar amb fosfat de calci, que funciona com a pigment inhibidor, introduint els nanocontenidors en un entorn àcid, pH 2. Les proves realitzades abans i després del procés de càrrega van confirmar que tant la síntesi com la càrrega en van produir correctament.
Es va estudiar el mecanisme d’alliberament de les MSNs introduint 0,3 g de MSNs carregades amb fosfat de calci en solucions de 3,5% en pes de NaCl que havien sigut ajustades a pHs 2, 4, 7, 10 i 13. Per cada pH es van preparar 6 alíquotes que es van deixar en agitació durant diferents quantitats de temps. Els posteriors anàlisis amb ICP-OES i SEM van mostrar con l’alliberament es va produir de manera més ràpida a pHs alcalins i que les nanopartícules son, majoritàriament, capaços de mantenir la seva forma i mida.
La resistència a la corrosió de les MSNs carregades en un recobriment es va estudiar formulant dos recobriments que contenien MSNs al 3% i 5% en pes i comparant-los amb recobriments tradicionalment pigmentats que tenien el mateix percentatge en pes del pigment sense encapsular. Els recobriments es van aplicar a panells d’acer que posteriorment es van exposar en una cambra de boira salina a una solució de 5% en pes de NaCl durant 28 dies. Els anàlisis amb EIS i les imatges òptiques van mostrar que el recobriment amb un 3% en pes de MSNs carregades tenia la millor resistència a la corrosió, confirmant així que l’encapsulació del pigment es beneficiosa pel rendiment anticorrosiu del recobriment, ja que es va aconseguir formular un recobriment amb millor rendiment amb una quantitat més baixa de pigment inhibidor.

 

Director/a

Nomen Ribé, Rosa

Estudis

IQS SE - Màster en Enginyeria Química

Data

2021-05-21