Recubrimientos de polímeros para evitar la corrosión

Imagine diminutas grietas en la mesa del patio de su casa que se repara por sí misma, o un rasguño en su coche que desaparece por sí sólo. Esto y más puede ser ahora posible con revestimientos de auto-reparación que están desarrollando en la Universidad de Illinois. Los nuevos recubrimientos están diseñados para proteger mejor a los materiales de los efectos de la exposición ambiental, sus aplicaciones van desde pinturas en coches y barcos, hasta revestimientos elásticos en muebles domésticos o bancos de parques públicos.

“A partir de nuestros trabajos anteriores sobre materiales auto-reparatorios en la U.I., hemos creado recubrimientos de auto-sanación que automáticamente ellos mismos se reparan, y de esta manera evitan la corrosión del sustrato subyacente”, según decía Paul Braun, director del proyecto y profesor de la Universidad en el campo de la Ciencia e Ingeniería de los Materiales.

Para hacer revestimientos de auto-reparación, los investigadores primero encapsularon un catalizador en esferas de menos de 100 micras de diámetro (un micrón es una millonésima de un metro). Además, también encapsularon un agente reparatorio de manera similar en pequeñas microcápsulas, estas, son a continuación dispersadas en el material de revestimiento deseado y se aplica en su superficie. Al encapsular el catalizador y el agente reparatorio, los ingenieros consiguieron crear un sistema de doble cápsula que puede ser agregado a casi cualquier material de revestimiento líquido.

Cuando el revestimiento está rayado, algunas de estas cápsulas se rompen y abren, liberando su contenido en la región dañada. El catalizador y el agente reparatorio reaccionan, subsanando los daños en cuestión de minutos u horas, dependiendo de las condiciones ambientales.

El desempeño de este sistema de revestimiento de auto-reparación, fue evaluado mediante pruebas de corrosión y daños en muestras de acero recubierto en comparación con las muestras de control que no tenían agentes reparatorios en su revestimiento. Se reprodujeron daños provocando ralladuras con un espesor de 100 micras en el recubrimiento del polímero y en el sustrato de acero utilizando una hoja de afeitar, propiciando a posteriori una respuesta muy positiva mediante una reparación automática por sí mismo en cuestión de minutos.

Según el informe de los investigadores, en las muestras de control iniciales de corrosión dentro de las primeras 24 horas exhibían una amplia formación de herrumbre, la mayoría prevalentemente dentro de la ranura en las regiones que se había rayado, así como a través de la ampliación de la superficie del sustrato. En contraste, las muestras de auto-reparación no mostraron evidencia visual de corrosión incluso después de 120 horas de exposición.

Este doble sistema de curación capsular ofrece un enfoque general de la auto-reparación, operando a través de un amplio espectro de sustancias químicas de revestimiento. El motivo de la utilización de microcápsulas es que proporciona un mecanismo de entrega de inhibidores de la corrosión, agentes antimicrobianos, y otras sustancias químicas orgánicas de manera muy eficaz en un sólo proceso.

Más información: Universidad de Illinois en Urbana-Champaign