43.3 Un ancien et nouveau solvant: le propylène carbonate

30/11/-1

Le propylène carbonate n’a pas été immédiatement insérer dans la rubrique “Nouveaux produits”, étant donné que nous sommes en train de parler d’un solvant connu depuis longtemps : Masschelein-Kleiner le mentionne déjà dans son fondamental ouvrage “Les solvants”, qui remonte à la déjà lointaine année 1981 [1]. Même Horie, dans l’ouvrage sacré “Materials for Conservation” [2] de 1988, le mentionne, mais ensuite on en perd la trace. Aujourd’hui, nous voulons proposer à nouveau, à l’attention du monde de la restauration, ce solvant, pour les raisons qui s’avéreront évidentes une fois que ces quelques lignes seront lues.
  
Un solvant très polaire
 Le Propylène Carbonate (PC) est un solvant aprotique (autrement dit qui ne contient pas de groupes à partir desquels il peut se détacher un proton, H+, comme cela se produit pour le groupe hydroxyle des alcools) avec une phase élevée de dipôle, supérieure par exemple à celle déjà très haute, de l’acétone  (4,9 D contre 2,9 D).
 Avec une contribution aussi haute de polarité (Fp=38) le Propylène Carbonate se différencie de tous les autres solvants : en effet, ceux qui se rapprochent le plus sont l’acétone (qui pour de nombreuses raisons est cependant trop volatile), et l’N-methylpyrrolidone, à éviter néanmoins en raison de sa toxicité. Sous de nombreux aspects, il se rapproche davantage du diméthyl sulfoxyde.  

Solvants aprotiques polaires
         
H           Fd
           Fp           Fh           Vevap (BuAc=1)
Propylène carbonate
                       13.3          48           38           14                  <0.005
Acétone
                                        9,8          47           32           21                    7.8
N-methylpyrrolidone                            11.2          48           32           20                    0.04
Diméthylsulfoxyde                               12,1          41           36           23                  <0.1


H = paramètre de solubilité de Hildebrandt (MPa(1/2))
 

Sa caractéristique la plus intéressante pour la restauration est liée précisément à sa polarité. Comme chacun sait, les résines synthétiques, en vieillissant, deviennent toujours plus polaires car il se forme des groupes oxygénés dans les chaînes, en plus de réticuler avec, par voie de conséquence, une augmentation des dimensions. L’une des interventions, qui se présente de plus en plus souvent, est de retirer d’anciennes résines comme le Vinavil ou le Paraloid, appliquées sur des peintures murales ou des peintures sur toile ou sur bois. On sait également que dans le passé, des micro émulsions contenant des solvants servant à enlever des cires naturelles sur des peintures murales avaient été testées [3]. En 2008, ce courant de recherches a été repris au CSGI de l’Université de Florence, avec le développement d’un système modifié pour enlever d’anciens fixatifs vinyliques ou acryliques qui étaient en train d’endommager les peintures murales Maya, conservées sur le site archéologiques de Mayapan (Yucatan, Mexique).         Au terme de l’étude, la micro émulsion qui a donné les meilleurs résultats a été celle à base de propylène carbonate et acétate d’éthyle, signe évident de l’efficacité de ce mélange.   Cette micro émulsion, huile dans l’eau (O/W), dénommée “EAPC” a été testée avec succès même pour enlever des fixatifs acryliques sur des peintures du site de Cholula (Mexique) et pour retirer des protecteurs à base de silicone sur les décorations des parois de la Grotte de l’Annonciation à  Nazareth, Israël [4].  

Un solvant lent

Le Propylène Carbonate a une température d’ébullition élevée (242°C), une très faible tension de vapeur et il s’évapore par conséquent très lentement. Pour cette raison, il est nécessaire de le gélifier si on désire l’appliquer sur des surfaces picturales. Il en est conseillé également l’utilisation dans un mélange avec des solvants plus volatiles, comme l’acétate d’éthyle vu ci-dessus, ou l’alcool éthylique et isopropylique. Les mêmes solvants peuvent être utilisés en phase de lavage pour éliminer les résidus de ce même solvant ou du gel éventuellement utilisé.


Un solvant “vert”?

 Le Propylène Carbonate a été classé “VOC-free”, c’est-à-dire un solvant qui, en raison de sa faible activité photochimique, sa faible toxicité, et sa biodégradabilité élevée n’entre pas dans cette catégorie (VOC est l’acronyme de Volatile Organic Compounds, ou Composés Organiques Volatiles, COV), qui est soumise à des restrictions particulières. Il est classé comme légèrement irritant, et en tant que tel, il doit aussi être étiqueté. En raison de sa faible évaporation, il est presque inutile d’évaluer le TLV, et on se réfère par conséquent au DL50, qui est excellent, supérieur aux 5000 mg/Kg (mais certaines sources donnent des valeurs supérieures à 30.000 mg/Kg). Il faut tenir compte que le Propylène Carbonate entre parmi les composants de beaucoup de produits cosmétiques, et il est favori par rapport à d’autres solvants aussi du fait qu’il est pratiquement inodore. Enfin, il n’est pas inflammable, une qualité trop souvent sous-estimée.  

En résumé…

·         Il est faiblement toxique
·         Il est inodore
·         Il n’est pas inflammable
·         Il est biodégradable
·         Il est miscible avec 8% d’eau, ou bien on peut diluer 21 % de Propylène Carbonate  dans l’eau
·         Il est miscible dans d’autres solvants            

Bibliographie
  1. Masschelein-Kleiner L., Les Solvents, Institut Royal du Patrimoine Artistique, Bruxelles (1981).
  2. Horie C.V., Materials for Conservation (1988).
  3. Borgioli L., Caminati G., Gabrielli G., Ferroni, E. Sci Technol Cult Herit (1995) 4, 67.
  4. Baglioni M., Berti D., Teixeira J., Giorgi R., Baglioni P.; “Nanostructured surfactant-based systems for the removal of polymers from wall paintings: a small-angle neutron scattering study”, Langmuir (2012) 28, 15193.























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