Influence de protéines en solution aqueuse sur la passivation et la corrosion d'alliages fer-chrome

Influence of proteins in aqueous solution on the passivation and the corrossion of iron-chromium alloys

Laboratoire de Physico-Chimie des Surfaces, CNRS (UMR7045), École Nationale Supérieure de Chimie de Paris, 11 rue Pierre et Marie Curie, 75005 Paris, France e-mails : isabelle-frateur@enscp.jussieu.fr; philippe-marcus@enscp.jussieu.fr

Résumé

L'influence de l'adsorption d'une protéine modèle (la Sérum Albumine Bovine, SAB) sur le comportement électrochimique d'un acier inoxydable ferritique (Fe-17Cr) a été étudiée en solution H₂SO₄ désaérée, en fonction de plusieurs paramètres : concentration en protéines, potentiel, temps d'immersion. Des techniques électrochimiques stationnaires (suivi du potentiel de corrosion E_cor en fonction du temps d'immersion, courbes de polarisation) et non stationnaire (Spectroscopie d'Impédance Electrochimique) ont été utilisées. À E_cor, la résistance de transfert de charge R_t augmente avec la concentration en SAB en solution. Ce résultat indique une inhibition de la corrosion par la SAB à E_cor. En absence de SAB, R_t diminue et la vitesse de corrosion augmente avec le temps d'immersion à E_cor, et la présence de SAB atténue considérablement ce phénomène. À 0V/ ESS, l'alliage est recouvert d'une couche passive très protectrice qui, après 48 h de polarisation, n'a toujours pas atteint d'état stationnaire (d'après les mesures d'impédance). Dans le domaine passif, la présence de SAB n'a aucune influence ni sur l'allure ni sur la taille des diagrammes d'impédance. Ces résultats montrent que la couche passive ne subit aucun effet lié à la présence de protéine.

Abstract

The adsorption of a model protein, the Bovine Serum Albumin -BSA-, and its influence on the electrochemical behaviour of a ferritic stainless steel (Fe-17Cr) was studied in a H deaerated solution, as a function of different parameters: protein concentration, potential, immersion time. Stationary (corrosion potential E_cor vs. time, polarisation curves) and non stationary (Electrochemical Impedance Spectroscopy) electrochemical techniques were used. At E_cor, the charge transfer resistance R_t increases with the BSA concentration in the solution. This result suggests a corrosion inhibition by the BSA at E_cor. In the absence of BSA, R_t decreases and the corrosion rate increases with the immersion time at E_cor, whereas this phenomenon is much less marked in the presence of BSA. At 0V/ SSE, the stainless steel is covered by a very protective passive film which is not yet stationary after 48 h of polarisation (according to EIS measurements). In the passive domain, the shape and the size of the impedance diagrams are similar with and without BSA. These results show that the presence of the protein has no effect on the passive layer.