Síntese e aplicação de derivados quinolínicos como inibidores de corrosão em aço inoxidável AISI 430

Abstract

A corrosão é um processo espontâneo de transformação química que degrada os materiais, principalmente os metais, condenando as propriedades físico-químicas que lhes dão emprego. Dessa forma, torna-se necessária a substituição das peças afetadas pela corrosão tanto nas indústrias como nas obras públicas. Estudos da Organização Mundial da Corrosão (OMC) estimam que os gastos com a manutenção dos materiais afetados chegam em média a 2,8 % do Produto Interno Bruto (PIB) mundial. Buscando soluções economicamente viáveis, o desenvolvimento de eficientes inibidores de corrosão aparece como alternativa para diminuir o custo da manutenção dos metais. Os inibidores funcionam como películas protetoras que interferem na ação eletroquímica, prevenindo ou diminuindo os efeitos da corrosão. Algumas substâncias orgânicas polares que possuem elétrons deslocalizados despertam interesse de grupos científicos devido a sua potencialidade de ação como inibidores de corrosão. Dentre estes compostos as quinolinas vêm recebendo atenção principalmente por se tratar de uma classe de moléculas extremamente versátil devido a sua estrutura π-conjugada que permite atuação destes derivados em diversas áreas de aplicação. Neste trabalho foi realizada a síntese de derivados quinolínicos por meio de reações multicomponentes promovidas por pentacloreto de nióbio, além de desenvolver uma nova rota para produção de derivados aminoquinolínicos. As substâncias sintetizadas foram avaliadas como inibidores/retardadores de processos corrosivos para o aço AISI 430 em HCl 1M. Para a caracterização e verificação da atividade anticorrosiva dos derivados quinolínicos foram realizados ensaios eletroquímicos como: potencial de circuito aberto, impedância e polarização potenciodinâmica, além de microscopia eletrônica de varredura de modo a comprovar a adsorção dos compostos ao metal. Os resultados se mostraram promissores, satisfatórios e comprovam a atuação dos compostos como inibidores de corrosão nas condições estudadas.

Corrosion is a spontaneous process of chemical transformation that degrades materials, especially metals, condemning their physicochemical properties. Thus, it is necessary to replace the parts affected by corrosion in both industries and public works. Studies by the World Corrosion Organization (WTO) estimate that spending on the maintenance of affected materials averages 2.8% of world gross domestic product (GDP). Seeking economically viable solutions, the development of efficient corrosion inhibitors appears as an alternative to lowering the cost of metal maintenance. Inhibitors act as protective films that interfere with electrochemical action, preventing or decreasing the effects of corrosion. Some polar organic substances that have delocalized electrons arouse interest of scientific groups due to their potential action as corrosion inhibitors. Among these compounds, quinolines have been receiving attention mainly because they are an extremely versatile class of molecules due to their π-conjugated structure that allows these derivatives to act in several application areas. In this work, the synthesis of quinolinic derivatives was performed by means of multicomponent reactions promoted by niobium pentachloride, besides developing a new route for the production of aminoquinolinic derivatives. The synthesized substances have been evaluated as corrosive process inhibitors / retarders for AISI 430 steel in 1M HCl. For the characterization and verification of the anticorrosive activity of the quinoline derivatives, electrochemical tests were performed as: open circuit potential, impedance and potentiodynamic polarization, as well as scanning electron microscopy to confirm the adsorption of the compounds to the metal. The results were promising, satisfactory and prove the performance of the compounds as corrosion inhibitors under the studied conditions.