Ingeniería y Ciencia de los Materiales

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search.filters.applied.f.advisor: search.filters.advisor.Flores Merino, Santiago Eleodoro

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    Synthesis, characterization and corrosion resistance of electroless Ni-P and Ni-P-SiC coatings: a comparative study
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-08-06) Camargo León, Magali Karina; Díaz Tang, Isabel; Flores Merino, Santiago Eleodoro
    Electroless Ni-P coatings have been widely used due to their good combination of properties such as hardness, wear resistance and corrosion resistance. The addition of dispersed hard micro-particles into the Ni-P matrix has led to the development of composite coatings. Ni-P composite coatings exhibit an improved hardness and wear resistance properties; however, there is still a disagreement among researches on the corrosion behavior of composite Ni-P coatings. The present investigation involves the synthesis, characterization and a comparative study of the corrosion resistance in NaCl 3,5% of electroless Ni-P and Ni-P-SiC deposits obtained by either prepared or commercial electrolytic nickel/hypophosphite based baths. The characterization of deposits involved studies about morphology by SEM, chemical composition by energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) and glow discharge optical emission spectroscopy (GDOS), microstructure by X-ray diffraction (XRD) and hardness. All deposits showed an amorphous micro-structure and high phosphorus content (10-14 wt%). Ni-P-SiC deposits showed an increased hardness (802 HV-815 HV) in comparison with Ni-P deposits (469 HV-626 HV). The techniques used to study the corrosion resistance in NaCl 3,5% were linear polarization resistance (LPR), Tafel plots and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). These techniques agreed to show the better corrosion resistance of Ni-P-SiC coatings over the Ni-P coatings. This fact can be ascribed to the decrease in the effective metallic area available for corrosion. Ni-P-SiC deposits exhibited higher polarization resistance (Rp) values (103-66 kΩ.cm2) in comparison with Ni-P deposits (46-55 kΩ.cm2). Also, the corrosion current density values of Ni-P-SiC deposits (0,17-0,65 µA/cm2) were lower than Ni-P deposits (0,71-1,08 µA/cm2). Concerning to the mechanism by which the Ni-P and Ni-P-SiC become corroded, EIS experiments demonstrated that the corrosion process involved a charge transfer mechanism in all the cases. Tafel plots also corroborated this mechanism since of all deposits showed a Tafel behavior.
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    Síntesis y caracterización de resinas alquídicas a partir del ácido graso vegetal proveniente del sacha inchi (plukenetia volubilis)
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-01-15) Flores Lima, Artemio; Flores Merino, Santiago Eleodoro
    El presente trabajo de investigación tuvo como finalidad el estudio de la síntesis y caracterización de las resinas alquídicas a partir del ácido graso vegetal, proveniente del sacha inchi (plukenetia volubilis). En la actualidad, el aceite de mayor uso y de gran demanda para aplicaciones industriales es el aceite de linaza, debido a que presenta un elevado grado de ácidos poliinsaturados, brindándole buenas propiedades secantes a las resinas por ello se busca alternativas con alta eficiencia tal como el aceite de sacha inchi, que presenta en su composición un elevado grado de ácidos poliinsaturados, reportando un valor de índice de iodo de 189, considerado como aceite secante y capaz de formar películas secas y duras. Para la formulación de estas resinas alquídicas se determinó el punto gel, mediante el método de funcionalidad del sistema y el cálculo del número ácido. Se sintetizaron dos tipos de resina: una de cadena corta, con un 40% en peso de aceite y otra, de cadena mediana, con un 54% en peso del aceite. Para ambos casos se compararon sus propiedades con resinas alquídicas sintetizadas con aceite de linaza. Las resinas alquídicas en base al aceite de sacha inchi presentaron una mejor retención de color (valores menores a 3 en la escala Gardner), además de tener menor tiempo de secado y una dureza de película similar a las resinas alquídicas sintetizadas con el aceite de linaza. Las resinas de sacha inchi tuvieron modificaciones de un máximo de 4% en peso del anhídrido ftálico por el anhídrido maleico. Esta modificación le dio a la resina una mayor reactividad, debido a los enlaces insaturados, obteniendo mejores tiempos de secado. Los ensayos realizados por espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR), mostraron enlaces esteres que demostraron la formación del poliéster tanto para las resinas alquídicas de sacha inchi como para las de linaza. Los ensayos de termogravimetría (TGA) y el análisis térmico diferencial (DTG), determinaron sus propiedades térmicas, sobresaliendo las resinas que contenían en su formulación anhídrido maleico; esto debido a que le brindó un aumento de su densidad de reticulación. Por lo tanto, se demostró que las resinas alquídicas sintetizadas con el aceite de sacha inchi tienen propiedades muy similares a las resinas sintetizadas con el aceite de linaza, incluso mejorando la retención de color, tiempo de secado y estabilidad térmica.
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    Estudio del tanato de zinc como pigmento inhibidor para el pintado del acero galvanizado
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2017-11-25) Chumán López, Margeo Javier; Flores Merino, Santiago Eleodoro
    En el presente trabajo se estudia la capacidad de protección que puede ofrecer el tanato de zinc, un nuevo pigmento anticorrosivo obtenido a partir del polvo de tara (Caesalpinia Spinosa) y óxido de zinc, sobre el acero galvanizado nuevo y envejecido, es decir, con productos de corrosión del zinc y acero sobre su superficie. El nuevo pigmento pretende reemplazar a los pigmentos convencionales, los cuales son considerados tóxicos. La hipótesis planteada se basa, en que la interacción del tanato metálico con el zinc de la superficie galvanizada, el acero del galvanizado envejecido y sus productos de corrosión podría inhibir una mayor corrosión debido a la formación de tanatos de zinc y hierro insolubles sobre la superficie. Para tal fin, se evaluó el comportamiento anticorrosivo de imprimantes epóxicos (con y sin promotor de adherencia) y wash primers, formuladas con tanatos de zinc, comparándolos con formulaciones que contienen pigmentos convencionales como el cromato de zinc y fosfato de zinc. Tales recubrimientos fueron aplicados sobre acero galvanizado nuevo y envejecido, en condiciones naturales y mediante ensayos acelerados. Los sistemas dúplex (combinación de un recubrimiento de zinc y pintura) fueron evaluados en ensayos de corrosión acelerada en cámara de dióxido de azufre y niebla salina, en donde se evaluó el grado de ampollamiento y oxidación. Asimismo, se realizaron ensayos electroquímicos de probetas de acero galvanizado, nuevo y envejecido, sumergidas en suspensiones salinas de los pigmentos estudiados. Los resultados han demostrado que los tanatos de zinc pueden tener un comportamiento equivalente al fosfato de zinc comercial, cuando es aplicado sobre acero galvanizado nuevo y, dicho comportamiento, mejora cuando se trata de superficies galvanizadas envejecidas, situación que es la más difícil de afrontar en condiciones de servicio.
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    Síntesis y caracterización del tanato de zinc a partir del polvo de Tara (caesalpinia spinosa) y óxido de zinc como pigmento anticorrosivo para pinturas industriales
    (Pontificia Universidad Católica del Perú, 2016-06-22) Hadzich Girola, Antonella; Flores Merino, Santiago Eleodoro
    Los altos costos que conllevan la corrosión y las estrategias preventivas para lograr durabilidad de materias primas, equipos y construcciones, siempre han sido objeto de gran preocupación para la industria. En la actualidad, aproximadamente el 85% de las superficies metálicas expuestas a diversos medios corrosivos están protegidos con pinturas. En este sentido, la industria de pinturas y recubrimientos ha implementado el uso de pigmentos anticorrosivos en un sistema de pintura como una alternativa práctica y segura para evitar la corrosión. Por lo tanto, los pigmentos se han convertido en componentes básicos de la formulación de pinturas y recubrimientos. Durante muchos años, pigmentos a base de cromo hexavalente o compuestos de plomo se han utilizado como agregados anticorrosivos en la formulación de imprimantes alquídicos y epóxicos. Estos poseen excelentes propiedades inhibidoras; sin embargo, su valor comercial está restringido por su alta toxicidad. El fosfato de zinc ha sido propuesto como un pigmento con un comportamiento anticorrosivo equivalente; no obstante, su uso plantea cierta preocupación medioambiental, porque este compuesto causa la eutrofización de reservas de agua dulce. Como consecuencia, regulaciones del gobierno han obligado a la industria de pinturas y recubrimientos a desarrollar nuevos pigmentos alternativos, no tóxicos y ambientalmente amigables, con las mismas propiedades que los convencionales. En este contexto, los tanatos metálicos, sistemas que contienen taninos, se presentan como una alternativa interesante, al ser menos tóxicos, económicos, disminuyendo el impacto ambiental y aumentando la vida útil estimada de una capa protectora. En el presente trabajo, se presenta la síntesis un inhibidor de la corrosión elaborado a partir de tanino de Tara y óxido de zinc comercial, ambos materias primas de nuestro país. Se han reportado diferentes métodos para la síntesis de tanato de zinc a partir de un extracto acuoso obtenido de una fuente rica en taninos, pero aún no han sido reportados estudios similares utilizando tanatos metálicos provenientes de taninos hidrolizables, como los contenidos en la planta de la Tara. No obstante, existen estudios sobre aplicaciones de taninos derivados de la Tara, pero sólo en el campo de las pinturas antiincrustantes y convertidores de herrumbre. Se utilizaron curvas de precipitación, y las técnicas de espectroscopia por FT-IR y SEMEDS para optimizar la síntesis del tanato de zinc. Se analizó satisfactoriamente el efecto de diferentes temperaturas y el pH en dicho proceso. Asimismo, se caracterizó la composición química y propiedades físico-químicas y electroquímicas del tanato de zinc. Se validaron formulaciones de pinturas que contenían en su composición al pigmento en estudio, mediante ensayos de corrosión acelerada. Los resultados fueron comparados con el comportamiento de pinturas preparadas con otros pigmentos anticorrosivos. Todas las pruebas realizadas mostraron que el tanato de zinc, preparado con óxido de zinc y polvo de Tara, cumple con los requerimientos de un pigmento anticorrosivo. Además, se demostró que la capacidad inhibidora de la corrosión del tanato de zinc es equivalente a la mostrada por pigmentos convencionales de uso comercial, tales como el fosfato de zinc y el cromato de zinc; ampliamente utilizados por su alta eficiencia inhibitoria