Rivestimenti fotopolimerizzati da fonti rinnovabili per la protezione dalla corrosione = UV-Cured Coatings from renewable source for corrosion protection

Nell’ultimo decennio è aumentato l’interesse nella ricerca di nuovi materiali polimerici derivati da fonti rinnovabili, da utilizzare in sostituzione a quelli attualmente in commercio, che sono generalmente derivati da fonti fossili e costituiscono quindi una fonte di inquinamento. Nell’ambito dei rivestimenti per la protezione dalla corrosione, sono state proposte le resine epossidiche derivanti da oli vegetali e da fenoli, in quanto possono essere estratti dai prodotti di scarto di altre industrie e possono essere facilmente funzionalizzati. Nella presente tesi si è studiata l’efficacia protettiva di rivestimenti epossidici bioderivati dall’alcol di vanillina diglidietere (DGEVA) addizionati con 0%, 1% e 3% in peso di nanoargilla montmorillonite, confrontandolo con quello di rivestimenti epossidici a base di bisfenolo A (DGEBA), con le medesime quantità di argilla. Le resine sono state preparate attraverso miscelazione meccanica e sonicazione, per poi essere polimerizzate attraverso la fotopolimerizzazione cationica su dei substrati in acciaio al carbonio. Al termine, le bioresine hanno subito un ulteriore post-trattamento termico, per migliorarne le proprietà. La spettroscopia infrarossa a trasformata di Fourier (FT-IR) ha mostrato che la fotopolimerizzazione nelle bioresine porta ad una conversione degli anelli epossidici pari al 54%, che con il post-trattamento sale fino al 66%. L’analisi termica dinamico-meccanica (DMTA) e la calorimetria differenziale a scansione (DSC) hanno permesso di caratterizzare le proprietà termomeccaniche delle resine, da cui è emerso che le bioresine posseggono una Tg e un modulo conservativo E’ inferiore a quello delle resine derivate da fonti fossili e che l’aggiunta d’argilla porta ad un aumento del modulo. La caratterizzazione superficiale ha mostrato che tutte le resine hanno una buona resistenza al solvente, una durezza eccellente, degli angoli di contatto con l’acqua superiori a 66° e che l’aggiunta di argilla non influisce significativamente su queste ultime proprietà. L’efficacia protettiva dei rivestimenti è stata valutata tramite la spettroscopia d’impedenza elettrochimica (EIS), in cui i campioni sono stati immersi in una soluzione di 3,5% in peso di NaCl per sette giorni, utilizzando una cella a tre elettrodi. Da questa misura è stato possibile osservare che le bioresine, sebbene si comportino peggio delle altre resine, presentano delle buone proprietà barriera, che è possibile migliorare con l’aggiunta dell’argilla, che se miscelata correttamente, va ad ostruire le possibili porosità. La bioresina che ha mostrato il migliore comportamento è stata quella con il 3% di argilla. Al termine della prova, i campioni sono stati osservati con il microscopio elettronico ad emissione di campo (FESEM) che ha mostrato che in tutte le resine si è ottenuta una buona dispersione dell’argilla. Nonostante ciò, le porosità e i difetti superficiali presenti sui rivestimenti hanno agito come siti preferenziali per la diffusione della soluzione aggressiva, riducendo notevolmente le capacità protettive. Dati i promettenti risultati ottenuti, la presente bioresina addizionata con nanoargilla può essere presa in considerazione in applicazioni contro la corrosione. Il lavoro futuro si dovrà ottimizzare il metodo di stesura del rivestimento, al fine di ridurre la porosità attualmente presente.