Study of metal corrosion inhibitors based on functionalized lamellar zirconium orthophosphate : synthesis, characterizations and applications

Le travail de cette thèse vise le développement de systèmes intelligents d'inhibiteurs de corrosion à base d'un composé lamellaire de type orthophosphate de zirconium α-ZrP. Le principe repose sur le fait que le α-ZrP joue le rôle de microréservoir de sorte à stocker des entités d’inhibiteurs de la corrosion métallique. Les espèces inhibitrices à base de cations Ca2+, Mg2+ et Zn2+ ont pu être incorporées avec succès au sein des espaces interfeuillets de α-ZrP via des réactions d’échanges cationiques avec les protons labiles H+. De même, des entités de l’anion heptanoate ont pu être insérées via l’intercalation préalable du biopolymère cationique chitosane. Par ailleurs, l’intercalation des entités organiques telles que le 2-aminobenzimidazole et la dodécylamine a pu être achevée par des réactions acido-basiques avec les protons H+. Les caractérisations des matériaux avant et après fonctionnalisation par différentes techniques analytiques ont montré que l’ensemble de ces modifications a donné lieu au développement de matériaux hybrides inorgano-inorganiques ou organo-inorganiques. L’évaluation de leurs performances inhibitrices de la corrosion a été accomplie en utilisant des techniques électrochimiques stationnaires et dynamiques. Elles ont révélé que ces pigments, une fois utilisés soit à l’état libre dans le milieu corrosif soit dispersés dans des peintures, améliorent les performances d'inhibition de la corrosion du zinc et de l'acier doux par rapport aux composés commerciaux en relargant les entités intercalées et retenant les entités corrosives. Ceci permet d’assurer la longévité de l’action inhibitrice de la corrosion des substrats métalliques en milieu aqueuxThis thesis generally aims at the development of corrosion inhibitors based on a lamellar compound, namely zirconium orthophosphate (α-ZrP). The principle consists in that α-ZrP acts as micro-tanks in such a way to store species of several compounds known for their metallic corrosion inhibition properties. On the other hand, inhibitive species based on Ca2+, Mg2+, and Zn2+ were be able to be successfully incorporated within α-ZrP interlayer spaces via cationic exchange with labile H+ protons. Similarly, entities of the heptanoate anion were inserted via the prior intercalation of the cationic biopolymer chitosan. Nevertheless, the intercalation of organic species such as 2-aminobenzimidazole, dodecylamine was accomplished via acid-basic reaction between –NH2 groups and H+ protons. The characterizations of the materials before and after functionalization by different analytical techniques denote that all these modifications give rise to inorgano-inorganic or organo-inorganic hybrid materials. The evaluation of their performances, in term of metallic corrosion inhibition, was performed by using stationary or dynamic electrochemical techniques. It has been shown that the use of these pigments in corrosive medium, either alone or dispersed in paints, improves corrosion inhibition of zinc and mild steel thanks to the progressive release of intercalated species compensated by the retention of corrosive entities better than those induced by commercial products. This in final allows lengthening the inhibition action of metallic substrates against aqueous corrosio