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25.2 Chimica e Ricerca - Polimeri sotto esame

25.2 Chimica e Ricerca - Polimeri sotto esame

13/01/11

Le analisi chimiche sui materiali utilizzati nel restauro rischiano spesso di rimanere note ai soli “addetti ai lavori”, chimici e fisici che si occupano di diagnostica.
Per questo vogliamo descrivere in maniera sintetica, ad uso di voi restauratori, alcuni dei risultati ottenuti all’Università di Pisa nel corso di una tesi svolta da Sibilla Orsini, dal titolo “Studio delle resine sintetiche impiegate nell’arte contemporanea” (Relatori Francesca Modugno ed Ilaria Bonaduce dell’Università di Pisa).
I materiali presi in esame appartengono a varie classi, utilizzate in vario modo sia nel restauro che nella odierna realizzazione di opere d’arte.

Tipologia della resina                       Nome commerciale
Acrilica                                               Paraloid B-67 e Acril 33
Urea-Aldeidica                                      Laropal A81
Alifatica                                               Regalrez 1094 e Regal Varnish
Polietilossazolo                                    Aquazol 500
Alchidica                                             Ferrario e Winsor & Newton

Una prima parte della tesi è consistita nella caratterizzazione delle resine con analisi “classiche”: FTIR, gascromatografia con pirolisi (Py-GC/MS), analisi termica (TGA).
Come abbiamo spesso sostenuto è fondamentale che queste analisi, svolte da enti indipendenti, vadano a confermare quanto riportato dai produttori e distributori di materiali.
Ecco allora l’importanza di ulteriori dati, che ci aiutano nella valutazione dei vari polimeri, e che ci permettono di integrare i dati provenienti da altre fonti, come il Congresso “Colore e Conservazione” dello scorso Novembre, dove è emerso l’interesse per materiali ad alta stabilità come le vernici finali Regal ed i colori Gamblin, a base della resina Laropal A81. Questi dati assumono anche maggior valore considerato l’affermarsi della Laropal A81 dopo l’uscita di scena della resina chetonica Laropal K80.

Per le stesure di pittura alchidica Ferrario e di vernice Regalrez 1094 sono stati condotti anche invecchiamenti accelerati.

  • Le analisi hanno confermato quanto noto in letteratura (composizione dei polimeri, modalità di degrado); per esempio il Paraloid B-67 è costituito da isobutilmetacrilato (i-BMA), mentre l’Acril 33 da etil-acrilato (EA) e metil-metacrilato (MMA).
  • Viene confermata l’assenza di gruppi polari nel Regalrez 1094, e di come, a seguito dell’invecchiamento accelerato, l’analisi FTIR mostri la formazione di carbonili nella struttura, segno di un inizio di ossidazione. Può essere presente nell’anello cicloesanico un doppio legame.
  • Il pirogramma effettuato sulla Regal Varnish mostra, oltre ai segnali della Regalrez 1094, anche quelli dei prodotti tipici del Kraton e del Tinuvin 292.
  • Dopo 4 mesi di invecchiamento naturale è possibile individuare modifiche dovute all’ossidazione del Tinuvin 292.
  • E’ stato condotto un approfondito studio delle resine alchidiche tal quali e invecchiate naturalmente e artificialmente.
  • La Py-GC/MS è risultata la tecnica che ha fornito maggiori informazioni, permettendo di riconoscere monomeri, dimeri e prodotti di degrado derivanti dalla frammentazione pirolitica delle resine di riferimento, e arricchendo così la letteratura.
Il lavoro di tesi è proseguito con l’applicazione di una tecnica finora poco utilizzata in diagnostica artistica, la spettrometria di massa ad esposizione diretta (DEMS).
In particolare è possibile disporre i risultati ottenuti in un grafico in cui le sostanze della stessa tipologia chimica si raggruppano in aree diverse.
Per la prima volta questa tecnica è stata utilizzata  per caratterizzare questi polimeri, e per la prima volta è stata sperimentata per l’identificazione di materiali sintetici in manufatti pittorici.

Dopo la fase di caratterizzazione si è passati ad una fase diagnostica, analizzando campioni provenienti da tre opere differenti per tipologia e periodo.
Dopo analisi DEMS tutti e tre i campioni si posizionavano nella zona delle acriliche, quindi potevano essere individuate come tali. A conferma della validità di questa identificazione, i campioni sono stati analizzati anche tramite FTIR e Py-GC/MS.

Opera                                                            Autore/periodo                         Tipologia di resina
“Apollo, la Musica e la Geometria”                     Pompeo Batoni,                          vernice acrilica a base di
Collezione privata                                             fine XVIII secolo                           butilmetacrilato

Dipinto murale, volta dell’abside, chiesa             Ignoto, XVI                                   Copolimero isobutilmetacrilato
di S.Giovanni Battista, Ossel, Belgio                 secolo                                         /stirene/2-etilesil-acrilato

Sfondo del murales “Tuttomondo”, muro             Keith Haring,                               Copolimero
esterno, chiesa di Sant’Antonio, Pisa                1989                                           stirene/etilacrilato

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