7/1 Ci Sono Anch'io - Le gomme sintetiche

04/07/06

Le meravigliose qualità delle gomme naturali (n.d.a.: vedi il precedente articolo del Bollettino CTS n°6 di Aprile 2006), spinsero i chimici a replicarne l’essenza, nella speranza di spingersi oltre i limiti imposti dalla natura e, non dimentichiamolo mai, abbassando i costi di produzione. Notoriamente gli embarghi, oltre a causare sofferenze alle popolazioni civili e a lasciare indifferenti i regimi dispotici, sono anche il motore di spinte innovative, alla ricerca di sostituti dei materiali che scarseggiano. Ecco che in piena crisi economica (1925) gli scienziati tedeschi misero a punto il processo di sintesi della Buna, acronimo di butadiene e sodio (Na, ossia il catalizzatore), la prima gomma sintetica.
Dal 1930, anno di inizio produzione della Buna, le gomme sintetiche crescono in modo vertiginoso, fino a raggiungere nel 1960 la quota della gomma naturale (2 Ml di tonnellate annue), e poi a surclassarla (attualmente il rapporto è di 2:1 in favore delle sintetiche).

Riportiamo qui sotto uno schema riassuntivo degli elastomeri (Classificazione ASTM D 1418-56)     

Analogamente alla gomma naturale le gomme sintetiche vengono addittivate con acceleranti, antiossidanti, coloranti, rinforzanti come I tessuti, e cariche come nerofumo, silice, caolino. Esistono molti altri elastomeri, di minore importanza, come i copolimeri etilene-propilene, che presentano eccellente resistenza all’invecchiamento, agli agenti atmosferici ed all’ossidazione, le gomme acriliche , quelle carbossiliche e quelle uretaniche, ed infine anche la gomma rigenerata, ottenibile da vecchi pneumatici disintegrandoli, sgrassando le parti metalliche e distruggendo le parti tessili con NaOH. La gomma rigenerata può essere rivulcanizzata e mescolata alla gomma naturale o sintetica

Un capitolo a parte meritano, per l’interesse nel nostro settore, gli elastomeri fluorurati, ed in particolare il copolimero esafluoropropene – fluoruro di vinilidene., usato principalmente come legante e a volte come idrorepellente, di formula:

                                                  - (CH2 - CF2 )m–(-CF2 – CF – CH2 - CF2 )n-
                                   
                                                                                  |
                          
                                                                                  CF3


Gli elastomeri fluorurati possiedono:
  • -   elevata stabilità agli UV, agli agenti chimici e atmosferici
  • -   reversibilità (non possedendo insaturazioni non reticolano)
  • -   elevata idrorepellenza
  • -   potere adesivo, che li rende adatti ad aggregare le superfici decoese della pietra arenaria e dei tufi

Su questo ultimo punto è necessario chiarire che non si tratta di veri e propri consolidanti: le loro enormi dimensioni (pesi molecolari attorno a 100.000 - 400.000 uma), li rendono del tutto incapaci di penetrare in profondità, e devono quindi essere considerati aggreganti superficiali.
Gli elastomeri fluorurati (i più noti sono commercializzati con i nomi Akeogard CO e Akeogard Stucco, con il 3% e 10% di secco rispettivamente), rimangono a tutt’oggi i migliori legante per stuccature “particolari”, come nella contemporanea presenza di due materiali dai coefficenti di dilatazione molto diversi.
Oltre al vantaggio dell’elasticità questi prodotti, noti con il termine di “gommina”, presentano anche una totale reversibilità in solventi mediamente polari (acetone e chetoni, esteri), che permettono quindi di lavorare senza problemi di tossicità.
L’idrorepellenza della gommina è stata anche sfruttata come protezione idrorepellente. I risultati più interessanti sono stati ottenuti, con Akeogard CO, su pietre molto porose come la pietra di Lecce, il tufo, le arenarie particolarmente degradate. Anche in piccole grammature la gommina ha un effetto riaggregante, tenendo così insieme i granuli decoesi.

Infine la totale assenza di variazioni cromatiche permette di utilizzarla come fissativo per tempere che il passare del tempo ha reso farinose, o che tendono a sfogliare e a staccarsi dal supporto. La completa reversibilità permette di effettuare salvataggi temporanei, in attesa di trovare il miglior tipo di intervento.

Per una corretta applicazione deve essere valutata con attenzione la porosità del materiale lapideo: l’enorme dimensione del polimero rende molto rischioso lavorare su materiali compatti (marmi, graniti). Il polimero rischia di rimanere solo in superficie, creando i già citati fenomeni di assorbimento di polvere.
In letteratura sono riportati esempi di trattamenti idrofobizzanti di pietre porose e malte con quantità di elastomero depositato dai 30 ai 70 g/m2 , con efficacia protettiva dal 90 al 100%.

L’applicazione del prodotto può essere effettuata a spruzzo o a pennello, ma nel primo caso si deve aggiungere una certa quantità di acetato di butile, in quanto la troppo rapida evaporazione dell’acetone all’uscita dell’ugello può portare ad alcuni inconvenienti (fuoriuscita di “ragnatele” di elastomero), specialmente lavorando con temperature estive.

Se gli elastomeri fluorurati sono applicati nel restauro ormai da 20 anni, assolutamente nuova è l’applicazione di una resina epossidica del tutto atipica, in quanto elastica, denominata Epo 155.
La resina si presenta con una buona fluidità, e può quindi essere iniettata come la più famosa Epo 150. e analogamente a questa, nel caso si desideri ottenere una maggiore viscosità, si può addittivare con silice micronizzata LOVEL 27.
Come le altre resine epossidiche reticolabili a freddo è un prodotto bicomponente, che deve essere miscelato con un indurente (K 156), a base di ammine alifatiche modificate. La reazione non avviene al di sotto di 5°C.
Epo 155 è indicata per incollaggi elastici su una grande varietà di supporti quali pietra, cotto, metallo e legno, e può essere usata sia per normali iniezioni, riempimento di fessure e ancoraggio di chiodi e barre in vetroresina, che caricata con inerti asciutti di vario tipo per ottenere miscele da utilizzare per stuccature ed integrazioni. Questa resina può dimostrarsi particolarmente utile quanto i materiali da incollare sono soggetti a tensioni, per esempio nel caso che abbiano coefficenti di dilatazione molto diversi.
Si ricorda che, come le altre resine epossidiche, non si può parlare di reale reversibilità, dato che si tratta di una resina termoindurente, perdipiù resistente ad acidi e basi (non concentrati), e alla maggior parte dei solventi. Si consiglia quindi di considerare la possibilità di creare uno strato barriera (per esempio con una resina termoplastica come il Paraloid), tra le aree da incollare.

                                          Caratteristiche tecniche

Aspetto della miscela EPO 155+K 156                 liquido trasparente
Peso specifico a 25° Kg/lt                                            1,1
Tempo di lavorabilità a 25°C                                         30’
Resistenza alla trazione (N/mm2)                                  >30
Resistenza alla flessione (N/mm2)                                >35
Resistenza a compressione (N/mm2)                            >50
 Viscosità del sistema a 25°C (mPa.s)                          <300      
Modulo di elasticità (N/mm2)                                         1.800




Per saperne di più
Tiano P., Manganelli Del Fa C., Fratini F., Pecchioni E. Lucido V., Piacenti F.; “Aggregation and protection by fluorinated elastomers of stones exposed to the atmospheric agents.” VIth International Congress on deterioration and conservation of Stone, Torun, (1988), 492-499.
Fratini F., Manganelli Del Fa C., Pecchioni E., Quarta G., Scala A., Pietra di Lecce:studio sull’applicazione di nuovi prodotti per la sua conservazione. La conservazione dei monumenti del bacino del Mediterraneo, Bari (7-10 Giugno 1989), 1-20
Borgioli L. “Polimeri di sintesi per la conservazione della pietra” Collana I Talenti, Ed.Il Prato, Padova (2002), Cap.7.
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