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Oct 24, 2023

Um revestimento durável para evitar efeitos de corrosão sob tensão na resistência da superfície do vidro recozido

Datas: 17 de novembro de 2022 Autores: Gregorio Mariggiò, Sara Dalle Vacche, Roberta

Data: 17 de novembro de 2022

Autores: Gregorio Mariggiò, Sara Dalle Vacche, Roberta Bongiovanni, Christian Louter & Mauro Corrado

Fonte: Glass Structures & Engineering volume 6, (2021) | https://doi.org/10.1007/s40940-021-00161-x

A durabilidade de um revestimento polimérico inovador recentemente desenvolvido pelos autores para prevenir a corrosão sob tensão em vidro recozido é aqui examinada. O revestimento, com propriedades graduais funcionais ao longo da espessura, é otimizado para proporcionar uma ótima adesão ao vidro e um excelente comportamento hidrofóbico na face exposta ao meio ambiente, criando assim uma boa barreira à umidade, que é o agente desencadeante da corrosão sob tensão . Três cenários são analisados ​​em termos de envelhecimento: (i) carga cíclica, realizada pela sujeição de amostras revestidas a carga repetitiva; (ii) intemperismo natural, realizado pela exposição de amostras revestidas a agentes atmosféricos; (iii) intemperismo artificial, realizado pela exposição de amostras revestidas a lâmpadas UV fluorescentes, calor e água.

A durabilidade do revestimento é avaliada indiretamente, com base em sua eficácia residual na prevenção da corrosão sob tensão, comparando a resistência à flexão, obtida com o teste do anel duplo coaxial, de amostras de vidro envelhecido com revestimento com a de espécimes não revestidos e recém revestidos . Os resultados obtidos comprovam que a formulação proposta é quase insensível ao carregamento cíclico, mantém um desempenho muito bom em caso de intemperismo natural, enquanto é ligeiramente mais sensível ao intemperismo artificial.

A corrosão sob tensão, também conhecida como fadiga estática, é um fenômeno bem conhecido que afeta o vidro recozido. Consiste na redução da resistência do material causada pela ação combinada de tensões e umidade aplicadas sobre a rede de sílica que compõe o vidro. A descoberta da fadiga estática no vidro remonta ao final do século XIX, quando Grenet observou que a resistência do vidro dependia da taxa de carga ou da duração da carga (Grenet 1899).

Desde então, e especialmente na segunda metade do século XX, vários trabalhos contribuíram para medir os efeitos da água e do vapor de água na propagação subcrítica de microfissuras (Wiederhorn 1967; Wiederhorn e Bolz 1967) e desenvolver soluções químicas e modelos baseados em física para descrever o fenômeno da corrosão sob tensão (Charles e Hillig 1962; Michalske e Freiman 1983). A teoria mais aceita para explicar essa fenomenologia envolve a reação química das moléculas de água com a rede de sílica, ocorrendo na ponta das falhas superficiais, embora outras interpretações também tenham sido fornecidas (Gy 2003).

As soluções para tal problema propostas na literatura incluem, entre outras: revestimentos poliméricos e metálicos para bastões de vidro e guias de luz de sílica (Bouten 1987; Kurkjian et al. 1993; Chen et al. 1995), graxa de silicone para reforço de borda de placas de vidro (Lindqvist et al. 2012) e revestimentos de grafeno (Wang et al. 2016). Recentemente, os autores desenvolveram um revestimento polimérico funcional preparado com uma resina curável por UV, um comonômero de metacrilato fluorado e um primer de silano co-reativo otimizado para fornecer uma boa barreira ao vapor de água, hidrofobicidade, transparência e propriedades de adesão (Dalle Vacche et al. 2019b; Mariggiò et al. 2020). Dentre os diversos monômeros e oligômeros fluorados fotocuráveis ​​disponíveis (Vitale et al. 2015), o produto utilizado neste trabalho é caracterizado por uma cadeia perfluoropoliéter que é um bloco de construção omnifóbico, mas diferentemente dos produtos perfluoroalquilicos, alguns dos quais atualmente proibidos, é ACToR não tóxico e não bioacumulativo (ACToR 2015q3 2021).

De acordo com um estudo anterior realizado pelos autores, a aplicação do revestimento leva a um aumento da resistência à flexão correspondente a uma probabilidade de falha de 0,8% igual a 92% para o vidro novo e 62% para o vidro envelhecido. Além do desempenho muito bom contra a corrosão sob tensão, o revestimento desenvolvido apresenta algumas vantagens em relação a outras técnicas de reforço e revestimentos: é isento de solventes, tem um tempo de cura muito rápido, é de baixo consumo de energia e pode ser facilmente incluído em os sistemas de produção contínua de vidro plano, bem como está disponível para aplicações in-situ. Portanto, poderia encontrar aplicações na produção de novos elementos estruturais que serão submetidos a cargas de longo prazo significativamente altas e no reforço de elementos existentes.