DESENVOLVIMENTO DE REVESTIMENTOS EPÓXI MODIFICADOS COM LIGNINA PARA PROTEÇÃO ANTICORROSIVA DE AÇO CARBONO

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.18108345

Palavras-chave:

Lignina, Corrosão, Revestimento Epóxi, Espectroscopia de impedância eletroquímica

Resumo

Resumo: Os aços carbono, apesar de amplamente utilizados na indústria, apresentam alta suscetibilidade à corrosão, gerando impactos econômicos e ambientais relevantes. Diante disso, este trabalho propõe o desenvolvimento de revestimentos epóxi modificados com lignina, um subproduto renovável da indústria de celulose, como alternativa mais sustentável e menos tóxica ao diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA), comum em resinas epóxi comerciais. Foram elaboradas formulações com 1%, 2,5% e 5% m/m de lignina, cujas propriedades foram avaliadas por meio de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), ensaios de ângulo de contato e testes de permeabilidade a íons Na⁺ e Cl⁻. Os revestimentos epóxi-lignina apresentaram desempenho promissor. Os ensaios de EIE demonstraram módulos de impedância superiores a 10⁶ Ω·cm² para todas as concentrações testadas, indicando proteção eficaz contra a corrosão. Os testes de ângulo de contato revelaram comportamento hidrofóbico para as formulações com 2,5% (50,64°) e 5% (60°) de lignina, enquanto o revestimento com 1% apresentou caráter mais hidrofílico (36,95°). Já nos testes de permeabilidade, o revestimento com 5% de lignina foi o mais eficiente na barreira contra íons, com condutividade média final de cerca de 5 μS/cm após 35 dias. Esses resultados indicam que os revestimentos epóxi-lignina combinam desempenho anticorrosivo, propriedades de barreira e caráter hidrofóbico, além de apresentarem menor impacto ambiental. Assim, demonstram potencial como substitutos sustentáveis para revestimentos comerciais à base de DGEBA, contribuindo para o avanço de tecnologias mais ecológicas na proteção de metais contra corrosão.

Palavras-chaves: Lignina; Corrosão; Revestimento Epóxi; Espectroscopia de impedância eletroquímica.

 

Abstract: Carbon steels, despite their widespread use in industry, exhibit high susceptibility to corrosion, generating significant economic and environmental impacts. Therefore, this work proposes the development of epoxy coatings modified with lignin, a renewable byproduct of the pulp and paper industry, as a more sustainable and less toxic alternative to diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA), common in commercial epoxy resins. Formulations with 1%, 2.5%, and 5% w/w lignin were developed, and their properties were evaluated using electrochemical impedance spectroscopy (EIS), contact angle tests, and permeability tests to Na⁺ and Cl⁻ ions. The epoxy-lignin coatings showed promising performance. EIS tests demonstrated impedance moduli greater than 10⁶ Ω·cm² for all concentrations tested, indicating effective corrosion protection. Contact angle tests revealed hydrophobic behavior for the formulations with 2.5% (50.64°) and 5% (60°) lignin, while the coating with 1% showed a more hydrophilic character (36.95°). In permeability tests, the coating with 5% lignin was the most efficient in barrier against ions, with a final average conductivity of about 5μS/cm after 35 days. These results indicate that epoxy-lignin coatings combine anticorrosive performance, barrier properties and hydrophobic character, in addition to having a lower environmental impact. Thus, they demonstrate potential as sustainable substitutes for commercial DGEBA-based coatings, contributing to the advancement of more ecological technologies in the protection of metals against corrosion.

Keywords: Lignin; Corrosion; Epoxy Coating; Electrochemical impedance spectroscopy.

 

Resumen: Los aceros al carbono, a pesar de su amplio uso industrial, presentan una alta susceptibilidad a la corrosión, generando importantes impactos económicos y ambientales. Por lo tanto, este trabajo propone el desarrollo de recubrimientos epóxicos modificados con lignina, un subproducto renovable de la industria de la pulpa y el papel, como una alternativa más sostenible y menos tóxica al éter diglicidílico de bisfenol A (DGEBA), común en las resinas epóxicas comerciales. Se desarrollaron formulaciones con 1%, 2,5% y 5% p/p de lignina, y sus propiedades se evaluaron mediante espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS), ensayos de ángulo de contacto y ensayos de permeabilidad a iones Na⁺ y Cl⁻. Los recubrimientos epóxicos-lignina mostraron un rendimiento prometedor. Los ensayos EIS demostraron módulos de impedancia superiores a 10⁶ Ω·cm² para todas las concentraciones analizadas, lo que indica una protección eficaz contra la corrosión. Las pruebas de ángulo de contacto revelaron un comportamiento hidrofóbico para las formulaciones con 2,5% (50,64°) y 5% (60°) de lignina, mientras que el recubrimiento con 1% mostró un carácter más hidrofílico (36,95°). En las pruebas de permeabilidad, el recubrimiento con 5% de lignina fue el más eficiente como barrera contra iones, con una conductividad promedio final de aproximadamente 5 μS/cm después de 35 días. Estos resultados indican que los recubrimientos de epoxi-lignina combinan rendimiento anticorrosivo, propiedades de barrera y carácter hidrofóbico, además de tener un menor impacto ambiental. Por lo tanto, demuestran potencial como sustitutos sostenibles de los recubrimientos comerciales basados ​​en DGEBA, contribuyendo al avance de tecnologías más ecológicas en la protección de metales contra la corrosión.

 Palabras clave: Lignina; Corrosión; Recubrimiento epoxi; Espectroscopía de impedancia electroquímica

Biografia do Autor

Otílio Braulio Freire Diógenes, Centro Universitário Fanor Wyden

Graduado em Engenharia Metalúrgica pela Universidade Federal do Ceará (2016), com mestrado (2019) e doutorado (2023) em Engenharia e Ciência de Materiais pela Universidade Federal do Ceará. Atualmente, é pesquisador no Laboratório de Pesquisa em Corrosão da Universidade Federal do Ceará e professor do departamento de Engenharias na Unifanor Wyden. Sua experiência abrange o estudo de revestimentos anticorrosivos e a corrosão de materiais metálicos.

Matheus Ferreira de Castro, Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, Universidade Federal do Ceará

Engenheiro metalurgista pela Universidade Federal do Ceará. Foi bolsista de iniciação científica e tecnológica pelo Laboratório de Pesquisa em Corrosão do Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais (período de 2022 a SET/2024), sendo responsável pelo pré-tratamento de superfícies metálicas por jateamento abrasivo com granalha de aço (e esmerilhamento com disco removedor de revestimentos); ensaios acelerados de corrosão; análise por espectroscopia de impedância eletroquímica; serviços de análises e ensaios para empresas privadas e do Governo; com experiência na área de engenharia metalúrgica e de materiais, com ênfase em corrosão, atuando no estudo de revestimentos anticorrosivos industriais e renováveis e possui também conhecimentos básicos na área de inibidores de corrosão.

Diego Lomonaco Vasconcelos de Oliveira, Departamento de Química Orgânica e Inorgânica, Universidade Federal do Ceará

Possui graduação em Química Industrial (2006), mestrado em Química Orgânica (2008) pela Universidade Federal do Ceará, e doutorado sanduiche em Química (2011) pela Universidade Federal do Ceará e Università del Salento (Itália). Atualmente, é professor adjunto do Depto. de Química Orgânica e Inorgânica da Universidade Federal do Ceará (UFC), coordenando e desenvolvendo atividades de pesquisa e extensão no Laboratorio de Produtos e Tecnologia em Processos (LPT). É bolsista de Produtividade em Desen. Tec. e Extensão Inovadora do CNPq e membro permanente dos Programas de Pós-graduação em Química (PPGQ-UFC); Pós-graduação em Engenharia e Ciências de Materiais (PPGECM-UFC) e Pós-graduação em Odontologia (PPGO-UFC), ministrando disciplinas e orientando alunos de iniciação científica, mestrado e doutorado. Atua também como editor na área de Applied Chemistry do periódico Latin American Applied Research (LAAR). Tendo como eixo norteador o desenvolvimento sustentável, considera que a transição dos atuais modelos lineares para aqueles da Economia Circular está pautada na inovação gerada pela sinergia entre a academia e a indústria. Desta forma, suas linhas de pesquisa focam-se na convergência entre química-verde e química fina direcionadas ao desenvolvimento tecnológico de novos produtos eficientes e economicamente viáveis, derivados de recursos naturais renováveis e abundantes, obtidos através do uso de processos sintéticos simples, modernos e limpos (microondas, solvent-free, catalyst-free, etc), com ênfase no uso produtivo dos resíduos e co-produtos da biomassa brasileira, em especial o Líquido da Casca da Castanha de Caju (LCC) e a Lignina.

Walney Silva Araujo, Departamento de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, Universidade Federal do Ceará

Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal do Ceará (1996), mestrado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (1999) e doutorado em Engenharia Metalúrgica e de Materiais pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2003). Professor Titular da Universidade Federal do Ceará, coordenador do Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Materiais e do Laboratório de Pesquisa em Corrosão. Professor permanente do Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais da Universidade Federal do Cariri.

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Publicado

2025-12-26

Como Citar

Diógenes, O. B. F., Castro, M. F. de, Oliveira, D. L. V. de, & Araujo, W. S. (2025). DESENVOLVIMENTO DE REVESTIMENTOS EPÓXI MODIFICADOS COM LIGNINA PARA PROTEÇÃO ANTICORROSIVA DE AÇO CARBONO. Duna: Revista Multidisciplinar De Inovação E Práticas De Ensino, 1(4), 03–17. https://doi.org/10.5281/zenodo.18108345

Edição

v. 1 n. 4 (2025): O ensino e a prática na Engenharia e suas novas perspectivas

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