Polimeri per la conservazione - Anno Internazionale della Chimica

Polimeri per la conservazione
Oscar Chiantore
Università degli Studi di Torino
Dipartimento di Chimica IFM & NIS, Centro Interdipartimentale
Superfici e Interfasi Nanostrutturate
Corso di Studi in Conservazione e Restauro dei Beni Culturali
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O. Chiantore
Lezioni di Chimica del Restauro - CRBC
La chimica del restauro si occupa:
• del riconoscimento del degrado e della
comprensione dei meccanismi che lo
producono (diagnostica e studio delle cause del
degrado)
• dei materiali e delle tecniche per ridare
forma alla materia in modo da riottenere la
leggibilità delle opere d’arte.
La chimica nei beni culturali si può quindi anche definire
come una
scienza dei materiali per la conservazione
dell’arte!
LA PULITURA come operazione fondamentale nel
restauro
Cosa si pulisce?
I fattori che alterano l’immagine dell’opera
• sostanze depositate sulle superfici nel corso del
tempo (polvere, inquinanti, tracce di manipolazioni,
etc.)
• materiali aggiunti intenzionalmente, nel corso del
tempo, per modificare o ripristinare l’immagine, per
manutenzioni e restauri
• materiali costitutivi alterati dall’invecchiamento
(ossidazioni, idrolisi, etc.)
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METODI PER LA PULITURA
• Meccanici (bisturi, gomme, etc.)
• Fisici (ultrasuoni,laser)
• Chimici
• soluzioni acquose (con tensioattivi, chelanti, supportate,
gelificate, etc.)
• solventi organici (apolari, polari, etc)
• reagenti chimici (acidi, alcali)
• reagenti biochimici (enzimi, microorganismi, etc.)
Occorre considerare con attenzione:
- Problemi di selettività e di interferenze con i materiali costitutivi
- Sicurezza dei prodotti chimici e compatibilità degli ambienti di
lavoro
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I. Natali, E. Carretti et al. Langmuir, doi.doi.org./10.1021/la2015786
E. Carretti et al. Langmuir 2009, 25, 8656
I. Natali, E. Carretti et al. Langmuir,
doi.doi.org./10.1021/la2015786
Idrogeli per auto-assemblaggio di molecole polimeriche
Il Consolidamento
I consolidanti sono sostanze atte a ristabilire, generalmente
per impregnazione, un grado sufficiente di coesione in
materiali che a causa del degrado hanno progressivamente
perso quella condizione di aggregazione che originariamente
li caratterizzava.
I metodi di applicazione sono:
• da soluzione
• da fuso (sostanze naturali con bassa temperatura di
fusione, alcune resine termoplastiche)
• da monomeri polimerizzabili mediante radiazioni
• consolidanti inorganici
Ca(OH)2, Ba(OH)2
fluosilicati
silicati alcalini
silicato di etile
• adesivi e consolidanti organici
colle animali
cere
polimeri vinilici
polimeri acrilici
polietilenglicoli
resine epossidiche
resine siliconiche, alchilalcossisilani
Beva 371 e la ricerca di nuove
formulazioni
BEVA 371 (1972 formulation)
Substitution to consider
Solids
Class
%
Product
Class
Elvax 150
EVAc
45.0
name?
EVAcVVe
Laropal K-80
Ketone
tackifier
27.0
Laropal A-81,
Regalrez
1085
Aldehyde,
hydr.
hydrocarbon
resin
Cellolyn 21
Rosin ester
tackifier
3.6
Regalrez
1018
Low Tg.
hydrocarbon
resin
AC 400
EVAc
15.3
name?
EVAcVVe
Paraffin
Wax
9.0
Eastoflex
1060
Amorphous
polyolefin
Vernici
Sostanze filmogene trasparenti con finalità protettive
ed estetiche. Prodotti naturali (resine) e sintetici
Funzioni protettive
• protezione da abrasioni e da polveri
• protezione da radiazioni elettromagnetiche
• protezione da umidità e agenti atmosferici
gassosi
Funzioni ottico-estetiche
• aumento del contrasto cromatico
• trasparenza
• saturazione del colore
• grado di lucentezza
W. Hogarth, ''Il tempo che fuma in un quadro'' (1761)
Parte destra: con vernice naturale
Parte sinistra: stato del dipinto senza
vernice
Metà di destra: dopo il restauro; verniciato
con mastice.
Metà di sinistra: dopo il restauro;
verniciato con resina sintetica (Arkon P90)
G. Flinck, Ritratto di uomo, olio su tela (1641). Proprietà J.P. Getty Museum, Los Angeles, USA.
Sperimentazione con National Gallery, Washington. (da C &EN, vol 79, N° 31, luglio 2001)
Protettivi
Sostanze filmogene trasparenti con finalità protettive. A
differenza delle vernici non hanno funzione estetica. Devono
essere invisibili e non modificare le proprietà ottiche del
substrato.
I requisiti ideali per un protettivo sono:
•
•
•
•
•
•
•
inerzia chimica (e affinità) nei confronti del substrato
inerzia chimica nei riguardi di ossigeno e inquinanti
stabilità chimica alla radiazione solare
assenza di componenti nocivi
bassa permeabilità all’acqua
elevata permeabilità al vapore
elevata solubilità in solventi organici (reversibilità)
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Fluoropolimeri
Proprietà intrinseche legate alla presenza di fluoro:
– eccellente stabilità chimica, termica e
ossidativa
– elevata idrorepellenza e oleorepellenza
Strutture:
- perfluoropolieteri (fomblin®)
- fluoroelastomeri (akeogard®)
- Polifluorouretani
- resine acriliche parzialmente
fluorurate (emulsioni,microemulsioni)
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Concludendo: la chimica
¾ non solo strumento per capire “di cosa è fatto,
cosa capita, e perché”
(diagnostica e studio delle cause del degrado)
¾ ma anche fonte di prodotti e materiali adatti a
svolgere specifiche funzioni per la conservazione
delle opere
dove in particolare:
i materiali polimerici figurano come i materiali
essenziali per la conservazione dell’arte
ma anche…….
…… i polimeri come materiali
costitutivi……
Jean Dubuffet, L'Enquêteur (1973)
Epoxy, polyurethane and paint
(Museum of Fine Arts, Boston)
…… e la conservazione
dei polimeri dell’arte
Naum Gabo, Acetato di
cellulosa + Celluloide