42.1 Nuovi Prodotti - Eva Art

19/11/15

Uno dei problemi nell’utilizzo delle dispersioni acquose di polimeri è la complessità di queste miscele: i polimeri, che siano acrilici, vinilici o poliuretanici, sono insolubili in acqua, quindi la loro polimerizzazione avviene direttamente in acqua, e la loro stabilizzazione è legata a consistenti quantità di tensioattivi e di altri additivi.
Proprio questi additivi costituiscono parte del segreto industriale, e quindi non vengono resi noti, nonostante rappresentino una rilevante percentuale dei componenti; si tratta di colloidi protettori, biocidi, regolatori della viscosità, tamponi e antischiuma. Nel corso del naturale invecchiamento dei materiali questi prodotti interferiscono con il polimero e possono determinare un peggioramento delle proprietà, come ad esempio l’ingiallimento, oppure, come nel caso dei colori acrilici, possono migrare in superficie creando altri problemi a livello conservativo e, successivamente, di restauro.
Per questo è necessario verificare il comportamento all’invecchiamento, seppur accelerato, dei prodotti in dispersione, in particolare quelli che vengono posti a contatto con materiali delicati come la carta ed i dipinti.
Sono ormai note le ottime prestazioni degli adesivi della linea BEVA®, sia del classico GUSTAV BERGER’S O.F. 371 (BEVA® 371) che dei cosiddetti “Beva a freddo”,  ossia del  BEVA® O.F. GEL  e del   BEVA® O.F. D-8-S, mentre ancora non sono state investigate le dispersioni acquose a base di solo etilenvinilacetato, o più familiarmente EVA.
Infatti sia il BEVA® O.F. GEL che il BEVA® O.F. D-8-S sono delle miscele di polimeri di varie classi; il primo è a base di EVA e acrilico, il secondo contiene sia EVA che polivinilacetato che polivinilalcool, che conferiscono maggior tenacità.
Si è ritenuto interessante, nell’ottica di una maggior disponibilità di prodotti a base acqua, quindi a minor impatto ambientale e a minor tossicità, selezionare tra le varie dispersioni presenti sul mercato a base di solo EVA, una formulazione che per proprietà chimico-fisiche risultasse interessante per il settore del restauro.
Questa dispersione, denominata Eva Art, è stata messa a confronto, tramite invecchiamento accelerato, con un’altra dispersione denominata Evacon-R™, già presente sul mercato anglosassone, ma di non facile reperibilità in Italia.

Entrambe le dispersioni non contengono plastificanti e agenti di coalescenza.
Lo studio è stato condotto al CNR-IFAC nell’ambito della tesi magistrale di Eva Mariasole Angelin, con la supervisione di Marcello Picollo. All’interno di questo lavoro di tesi le valutazioni colorimetriche e di stabilità alla radiazione ultravioletta (UV), visibile (Vis) e vicino infrarossa (NIR) degli adesivi Evacon-R ed Eva Art sono state condotte sottoponendo due tipologie di campioni (su supporto inerte e di natura pittorica) a cicli di invecchiamento naturale (radiazione solare filtrata dal vetro della finestra) ed accelerato mediante esposizione a sorgenti artificiali (lampada LED e sorgente a scarica di gas) al fine di comprendere il loro comportamento a medio-lungo a termine. Inoltre, al fine di monitorare il comportamento dei materiali polimerici una serie di campioni è stata riposta ad una condizione di buio totale per tutta la durata dei test di esposizione.

Alcune considerazioni riguardo agli effetti delle lampade tradizionali e a LED sono stati presentati nel Bollettino CTS del luglio scorso (41.2, “Colori stabili con i LED HI-CRI”), mentre ora ci concentreremo sul comportamento dei materiali irraggiati
.    
I due adesivi sono stati stesi sia su vetrini, che su due stesure di colore, un oltremare alchidico Griffin Winsor & Newton, ed un ceruleo acrilico Liquitex. In questo modo si è cercato di capire sia il comportamento degli adesivi puri, che le loro possibili interazioni una volta a contatto con uno strato pittorico con legante polimerico.
Gli spettri in spettroscopia infrarossa (FT-IR) ottenuti dei due adesivi puri risultano molto simili tra loro a conferma della presenza del medesimo copolimero EVA in dispersione (Figura 1, vedi sotto).
   

Anche gli spettri 1H-NMR e 13C-NMR degli adesivi Evacon-R e Eva Art risultano perfettamente confrontabili tra loro.
Per entrambe le analisi è risultato impossibile identificare la natura degli additivi, dato che i picchi di questi, presenti in piccole quantità, risultano deboli, e vengono quindi coperti dai più intensi segnali dei polimeri, presenti in quantità preponderanti.
E’ stato però possibile determinare le percentuali relative delle frazioni di etilene e di vinilacetato, presenti a blocchi nei due prodotti.    

                             etilene                vinilacetato

       Evacon-R  
      63                           37

       Eva Art          
  43                           57
 

Le quantità di etilene all’interno del copolimero etilene-vinile acetato sono tali da garantire contemporaneamente basso valore della temperatura minima di filmazione (TMF = 3°C), e allo stesso tempo elevata tenacità e flessibilità, mentre la Tg risultante (14°C) fa sì che alla morbidezza sia associata una bassa appiccicosità del film.  

Al termine dei diversi invecchiamenti non si registrano variazioni significative delle bande di assorbimento sia per gli spettri FTIR in trasmittanza, che per quelli in riflettenza, sia per Evacon-R che per Eva Art.
Questa stabilità è stata poi confermata da misure colorimetriche, molto importanti perché a volte possono verificarsi variazioni cromatiche (ingiallimenti, sbiancamenti), non individuabili dalla sola spettroscopia FTIR.
Inoltre per entrambi i prodotti non si evidenzia la formazione di acido acetico come composto volatile e l’inizio di reazioni di fotossidazione e foto frammentazione in quantità rilevabile secondo le tecniche-strumentazioni utilizzate.
Minori informazioni ha dato la tecnica FORS (Spettroscopia in riflettanza mediante fibre ottiche), che ha mostrato solo alcune variazioni imputabili al colore alchidico oltremare, e non alle dispersioni applicate sopra.
Al fine di confermare la stabilità dell’adesivo Eva Art si riporta in Figura 2 (vedi sotto) il confronto tra lo spettro di riferimento (t0) e gli spettri infrarossi acquisiti in trasmittanza delle stesure invecchiate a irraggiamenti conclusi (t4).
“led”:
invecchiamento accelerato mediante lampada LED CTS ART LUX 10L;

“sc gas”:
invecchiamento accelerato mediante sorgente a scarica in gas;

“sole”:
invecchiamento naturale con radiazione solare filtrata dal vetro della finestra;
“cass”: buio totale in cassetto.

La dispersione Eva Art presenta una reologia di tipo pseudoplastico; questa caratteristica conferisce alle miscele pigmento-Eva Art buone caratteristiche di applicazione. Conseguentemente ai buoni risultati osservati nel corso di questo studio si è deciso di introdurre nel nostro catalogo la dispersione Eva Art, che può essere utilizzata in molti settori del restauro conservativo come:
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adesivo per documenti cartacei.

- consolidante e fissativo degli strati pittorici;
- legante per pigmenti naturali e sintetici, e di cariche.  
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