Novas formas para a protecção de metais: Modificação de superfícies com filmes orgânicos ultra-finos

 

L. M. Abrantes ^(1)(*) e A. S. Viana ⁽¹⁾

 

RESUMO

A utilização de polímeros electronicamente condutores no desenvolvimento de uma nova classe de revestimentos para protecção à corrosão metálica tem sido objecto de intensa investigação. Neste trabalho analisam-se os requisitos e metodologias para obter com sucesso filmes poliméricos em diferentes metais reactivos e ilustra-se o  seu desempenho em meio corrosivo, incluindo resultados da nossa própria investigação. Apresenta-se uma breve revisão do uso de monocamadas auto-montadas como inibidoras da corrosão e promotoras da adesão dos filmes de polímeros electronicamente condutores. Descreve-se a concepção de revestimentos compósitos em que as moléculas constituintes daquelas camadas ultra-finas incluem como grupo reactivo terminal o mesmo monómero que o polímero a depositar e reportam-se as propriedades destes sistemas envolvendo pirrole.

Palavras Chave: Polímeros Electronicamente Condutores, Monocamadas Auto-montadas, Funcionalização, Oxidação Anódica, Polipirrole, Protecção de Cobre

 

Surface modification with ultra-thin organic films - New routes for metal protection

 

ABSTRACT

The use of electronic conducting polymers in the development of a new class of coatings for the protection of metallic corrosion has been extensively investigated. In this work, the requirements and methodologies to obtain successful polymeric films onto different reactive metals are analysed. The performance of the modified surfaces in corrosive medium is also illustrated, including results from our own research. A brief summary of the employment of self-assembled monolayers for corrosion protection purposes and as adhesion promoters of electronic conducting polymer films is presented. The construction of composite coatings, where the molecules forming the ultra-thin layer bear as terminal reactive group the same monomer as the deposited polymer is discussed, and the properties of these systems involving pyrrole are also reported.

Keywords: Electronic Conducting Polymers, Self-assembled Monolayers, Functionalisation, Anodic Oxidation, Polypyrrole, Copper Protection

 

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REFERÊNCIAS

[1] T. Ito, H. Shirakawa and S. Ikeda, J. Polym. Sci. Polym. Chem. Edu, 12, 11 (1974).        [ Links ]

[2] C. K. Chiang et al., Phys. Rev. Lett., 39,1089 (1977).        [ Links ]

[3] G. INZELT et al., Electrochim. Acta, 45, 2403 (2000).        [ Links ]

[4] W. KUTNER et al., Pure Appl. Chem, 70, 1301 (1998).        [ Links ]

[5] S. Biallozor and A. KUPNIEWSKA, Synth Met, 155, 443 (2005).        [ Links ]

[6] A. Ramanavicius, A. Ramanaviciene and A. Malinauskas, Electrochim. Acta, 51, 6025 (2006).        [ Links ]

[7] N. AHMAD and A. G. MacDiarmid, Synth. Met., 78, 103 (1998).        [ Links ]

[8] F. C. Jain et al., Corrosion, 42, 700 (1986).        [ Links ]

[9] F. C. Jain (Corrosion Prevention in Metals using Layered Semiconductor/Insulator Structures Forming an Interfacial Electronic Barrier), in Adhesive, Sealants and Coatings for Space and Harsh Environments (L. H. Lee ed.) Plenum Publishing Corp., New York, USA, p. 381-405 (1988).

[10] G. MENGOLI, J. Appl. Poly. Sci., 28, 1125 (1983).        [ Links ]

[11] D. W. DeBERRY, J. Electrochem. Soc., 1022 (1985).        [ Links ]

[12] B. WESSLING, Adv. Mater., 6, 226 (1994).        [ Links ]

[13] D. TaLlman et al., J. Solid State Electrochem., 6, 73 (2002).        [ Links ]

[14] B. PALYS and P. CELUCH, Electrochim. Acta,  51, 4115 (2006).        [ Links ]

[15] J. RONCALI, Chem. Rev., 92, 711 (1992).        [ Links ]

[16] G. M. SPINKS et al., J. Solid State Electrochem., 6, 85 (2002).        [ Links ]

[17] C. A. Ferreira et al., J. Appl. Electrochem., 29, 259 (1999).        [ Links ]

[18] V. T. Truong et al.,  Synth. Met., 110, 7 (2000).         [ Links ]

[19] R. Rajagopalan and J. O. Iroh, Electrochim. Acta, 46, 2443 (2001).        [ Links ]

[20] H. Watanabe, T. Kitamura and K. Hoshino, Electrochem. Solid State Lett., 6, D1 (2003).         [ Links ]

[21] A. C. Cascalheira et al., Electrochim. Acta, 48, 2523 (2003).         [ Links ]

[22] A. C. Cascalheira and L. M. Abrantes, Corros. Prot. Mater., 27 (1), 6 (2008).        [ Links ]

[23] A. C. CASCALHEIRA, Tese de Doutoramento, Universidade de Lisboa (2004).

[24] G. PALIWODA et al., Solid State Electrochem., 10, 730 (2006).        [ Links ]

[25] D. TALLMAN, Y. PAE and G. P. BIERWAGEN, Corrosion, 55, 779 (1999).        [ Links ]

[26] M. FAHLMAN, S. JASTY and A. J. EPSTEIN, Synth Met., 85, 1323 (1997).        [ Links ]

[27] R. G. NUZZO and D. L. ALLARA, J. Am. Chem. Soc., 105, 4481 (1983).         [ Links ]

[28] H. O. FINKLEA (Self-assembled Monolayers on Electrodes) in Encyclopedia of Analytical Chemistry (Robert A. Meyers ed.), John Willey & Sons Lda, Chichester, USA (2000).

[29] H. O. FINKLEA (Electrochemistry of Organised Monolayer of Thiols and Related Molecules on Electrodes) in Electroanalytical Chemistry, A series of Advances (A. J. Bard, I. Rubinstein ed.), 19, 109, Marcel Dekker, New York, USA (1996).

[30] H. RON et al., J. Phys. Chem. B, 102, 9861 (1998).        [ Links ]

[31] Y. T. TAO, G. D. HIETPAS and D. L. ALLARA, J. Am. Chem. Soc., 118, 6724 (1996).        [ Links ]

[32] P. G. HOERTZ et al., J. Am. Chem. Soc., 130, 9763 (2008).        [ Links ]

[33] M. CICHOMSKI, J. GROBELNY and G. CELICHOWSKI, App. Surf. Sci., 254, 4273 (2008).        [ Links ]

[34] I. MAEGE et al., Prog. Org. Coat., 34, 1 (1998).        [ Links ]

[35] A. ALAGTA et al., Corros. Sci., 50, 1644 (2008).        [ Links ]

[36] L. N. TANG and F. T. WANG, Corros. Sci., 50, 1156 (2008).        [ Links ]

[37] Y. YAMAMOTO, H. NISHIHARA and K. ARAMAKI, J. Electrochemical Soc., 140, 436 (1993).        [ Links ]

[38] M. ITOH, H. NISHIHARA and K. ARAMAKI, J. Electrochemical Soc., 141, 2018 (1994).         [ Links ]

[39] Z. MERKHALIF et al., J. Electronal. Chem., 618, 24 (2008).        [ Links ]

[40] P. E. LAIBINIS and G. M. WHITESIDES, J. Am. Chem. Soc., 114, 9022 (1992).        [ Links ]

[41] T. KIM, K. C. CHAN and R. M. CROOKS, J. Am. Chem. Soc., 119, 189 (1997).        [ Links ]

[42] R. WILLICUT and ROBIN L. MCCARLEY, J. Am. Chem. Soc., 116, 10823 (1994).        [ Links ]

[43] C. N. SAYRE and D. M. COLLARD, Langmuir, 11, 302 (1995).        [ Links ]

[44] C. N. SAYRE and D. M. COLLARD, Langmuir, 13, 714 (1997).        [ Links ]

[45] C. -G. WU, S. -C. CHIANG and C. H. WU, Langmuir, 18, 7473 (2002).        [ Links ]

[46] D. B. WURM and Y.-T. KIM, Langmuir, 16, 4533 (2000).        [ Links ]

[47] W. A. HAYES and C. SHANNON, Langmuir, 14, 1099 (1998).        [ Links ]

[48] C. M. INTELMN et al., J. Solid State Electrochem., 11, 1 (2006).        [ Links ]

[49] F. LALLEMAND et al., Electrochim. Acta, 52, 4334 (2007).        [ Links ]

[50] C. EBERLE, Tese de Doutoramento, Universidade de Bremen (2008).

[51] A. S. VIANA et al., Surf. Sci., 601, 5062 (2007).         [ Links ]

[52] L. M. Abrantes et al., J. Electroanal. Chem., 163, 209 (1984).        [ Links ]

[53] A. C. CASCALHEIRA, A. S. VIANA and L. M. ABRANTES, Electrochim. Acta, 53, 5783 (2008).        [ Links ]

 

¹Centro de Química e Bioquímica, Dep. de Química e Bioquímica, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Campo Grande, 1749-016 Lisboa

^(*) A quem a correspondência deve ser dirigida, e-mail: luísa.abrantes@fc.ul.pt

 

Artigo submetido em Outubro de 2008 e aceite em Janeiro de 2009