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1/2 Nuovi Prodotti - Uno "spazzino" contro l'invecchiamento

1/2 Nuovi Prodotti - Uno "spazzino" contro l'invecchiamento

17/01/05

Uno "spazzino" contro l’invecchiamento Uno dei più interessanti prodotti individuati dai ricercatori statunitensi della National Gallery of Art di Washington, il Tinuvin 292, appartiene ad una classe di prodotti che non blocca le radiazioni ultraviolette, ma ne riduce gli effetti dannosi, legandosi ai perossidi e ai radicali liberi risultanti dalla fotodegradazione dei polimeri utilizzati come vernici. In altre parole queste molecole funzionano da "spazzini", bloccando la propagazione dei radicali liberi formatisi (ovvero dei prodotti della fotoossidazione).
Già da molti anni gli studi relativi alla stabilità delle vernici si erano concentrati su degli assorbitori di UV, ossia molecole sensibili a questo tipo di radiazione e capaci di interagire assorbendola. Tra i primi prodotti dai nomi fantasiosi dobbiamo ricordare gli Uvinul 400 e Uvinul D-49, testati da Feller su degli acrilici nel 1956, e l’Irganox 565 in associazione con la dammar, da Lafontaine.
Gli studi condotti alla National Gallery of Art di Washington da Renè de la Rie hanno dimostrato però che l’Irganox si decompone proprio a seguito di questo assorbimento dando sottoprodotti gialli, e quindi senza risolvere il problema. L’attenzione si è quindi spostata dagli UV adsorbers agli HALS (Hindered Amine Light Stabilizers). E sono stati proprio i successivi studi di de la Rie che hanno determinato il raggiungimento della massima efficienza protettiva quando la vernice contiene un HALS, il Tinuvin 292, ed è contemporaneamente schermata dai raggi UV.
Tale schermatura è normale negli ambienti museali, ma potrebbe costituire un limite per opere poste all’esterno.
In particolare le misure condotte su una vernice dammar con la seguente composizione:  

                      Dammar                                50,0 gr        24.8 %
                      Tinuvin 292                           1,5 gr          0.8 %
                      White spirit aromatizzato       150,0 gr      74.4 %
   
 
hanno messo in evidenza come, proteggendola dalla radiazione ultravioletta, la vernice si mostrava stabile (senza ingiallimenti), anche dopo 6000 ore di invecchiamento artificiale alla luce.
In base agli studi effettuati da de la Rie le quantità di Tinuvin 292 da aggiungere alle vernici sono del 2% per resine sintetiche, del 3% per le naturali (e tra queste la dammar viene stabilizzata più della mastice). Questa percentuale deve essere calcolata sul peso della resina, e non della vernice. Per questo motivo la percentuale in peso sul totale della vernice dell’esempio risulta essere inferiore (0,8 %).

Il Tinuvin 292 è costituito da due ammine impedite, liquide, solubili in solventi organici e poco solubili in acqua.

A seguito dei risultati ottenuti da de la Rie il Tinuvin 292 è stato anche applicato in associazione con le resina alifatica Regalrez 1094, già rivelatasi stabile, per incrementarne le prestazioni.

 Una ulteriore conferma dell’effetto di stabilizzazione del Tinuvin si è avuta sottoponendo film di Regalrez 1094 ad intense radiazioni UV, che includevano anche gli UV-B. Una verifica degli effetti di questo tipo di radiazione era necessaria perché i lavori pubblicati facevano riferimento ad invecchiamenti accelerati che utilizzavano solo gli UV-A, cioè solo la porzione meno aggressiva della radiazione solare.
Grazie alla collaborazione del C.N.R.-I.C.V.B.C. di Firenze, specializzato nello studio dei fenomeni di degrado dei materiali lapidei, è stato possibile studiare il comportamento di alcune resine stabilizzate con Tinuvin. Per brevità riportiamo solo gli spettri FT-IR dei due film di Regalrez 1094, con e senza Tinuvin 292, rimandando per un maggior approfondimento alla letteratura.
E’ immediata la lettura degli spettri: R1 (il film di Regalrez 1094 senza Tinuvin) presenta picchi sempre più accentuati con il passare del tempo, mentre M (Regalrez 1094 + Tinuvin 292), rimane inalterato anche con un trattamento intensissimo (3000 ore in solar box con lambda > 295 nm).  

Anche altre misure confermano quanto osservato con la spettrofotometria FTIR, come si può vedere dalla tabella sottostante: i valori dei pesi molecolari (Mw) e dell’indice di polidispersità (D) ci mostrano un leggero aumento per R1 e una sostanziale costanza per la miscela M, mentre per percepire una variazione nella solubilità, che rimane del 100% per M, è necessario arrivare alle 3000 ore di invecchiamento per R1.
     

 
                                                                       0h               250h               500h               1500h               3000h 
R1 (solo Regalrez 1094)      Mw                       550              680                 970                 1600                 1550
                                            D                          1,3              1,5                  1,6                    2,2                    2,1
                                            solubilità (%)        100              100                100                   100                   82

M (Regalrez 1094 +               Mw                        -                  680                 560                  570                  670
Tinuvin 292)                          D                          -                  1,3                  1,4                   1,3                  1,4
                                              solubilità (%)        100              100                 100                   100                 100



Inoltre altri gruppi di ricercatori hanno effettuato studi mirati a combinare HALS come il Tinuvin 292 con degli assorbitori di UV di nuova generazione, come il Tinuvin 1130 ed il Tinuvin 327. Questi assorbitori di UV vengono sciolti in soluzioni di resine acriliche e applicati come strato finale.

 La frontiera dell’attuale ricerca è volta a determinare la effettiva durata di questi prodotti, specialmente se il Tinuvin 292 viene disperso in solvente (in questo caso ci sono dubbi che la durata possa superare un anno). E’ chiaro che una evidenza sperimentale del deperimento del prodotto diluito costringerebbe l’utilizzatore ad effettuare piccole produzioni da consumare in tempi brevi, evitando così prolungati magazzinaggi.

 In ogni caso queste piccole molecole ci offrono la possibilità di impartire alle vernici finali un ulteriore margine di sicurezza, fatto non da poco per questi materiali così "chiaccherati".

 Desideriamo chiudere con una nota di colore: il settore trainante nello studio degli antiossidanti è quello agroalimentare, dove sono state utilizzate in passato molecole naturali come l’acido ascorbico contenuto nel limone (è la vitamina C). In seguito molecole molto più efficaci come i fenoli di sintesi hanno scalzato le molecole naturali, ed oggi troviamo negli alimenti come antiossidanti il butilidrossitoluene (BHT) ed il terbutil-idrochinone (TBHQ). Ma un mercato sensibile come quello alimentare ha richiesto insistentemente il ritorno ad antiossidanti naturali, con il risultato di una ricerca verso estratti aromatici sempre più efficaci.
Ed ecco che sono stati individuati come efficaci antiossidanti gli estratti di rosmarino, salvia, chiodi di garofano, zenzero e.... sorpresa! Anche il benzoino risulta avere un effetto pari all’alfa-tocoferolo, ovvero l’antiossidante che non fa irrancidire l’olio di oliva. Il benzoino contiene vaniglina, da cui il suo gusto di vaniglia, e come ben sappiamo è stato utilizzato in passato per realizzare vernici. Possiamo annoverare queste vernici tra le prime "stabilizzate con antiossidanti"?

 Per saperne di più:
 

- Lafontaine R.H.; "Effect of Irganox 565 on the removability of dammar film", Studies in Conservation, 24 (1979), 179-180.
- de la Rie E.R.; McGlinchey C.W.; "The effect of hindered amine light stabilizer on the aging of dammar and mastic varnish in an environment free of ultraviolet light" in Cleaning, retouching and coatings, Ed. Mills & Smith, Londra (1990), 160-164.
- Bourdeau J.; "A futher examination of the barrier properties of Tinuvin 327 ultraviolet adsorber in the protection of dammar films" in Cleaning, retouching and coatings, Ed. Mills & Smith, Londra (1990), 165-167.
- Whitten J.; "Regalrez 1094: properties and uses", WAAC Newsletter, 17,1 (1995), 11-12.
- Stavroudis C.; "Using Tinuvin 292", WAAC Newsletter, 17,1 (1995), 10.
- Borgioli L.; Camaiti M.; "Stabilizzazione di polimeri per la verniciatura di dipinti", Atti del Convegno "Colore e conservazione", Thiene (2004)
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