Chimica per il restauro

CHIMICA ORGANICA:

I materiali a base di carbonio son molto importanti per i beni culturali. Il legante che forma il film

pittorico deriva dal pittorico. Gli arazzi sono fibre tessili, composti da carbonio. L'uomo stesso è

principalmente costituito da carbonio. Anche la plastica (scoperta la sua importanza fra le due

guerra per l'ambito tecnologico, ma anche dal punto di vista artistico, molto utilizzato nell'arte

contemporanea) che deriva tutta dal petrolio, composto da carbonio 8qualsiasi materia plastica è a

base di carbonio).

Composti organici sono formai da carbonio (senza carbonio nono si parla della chimica organica).

Spesso anche idrogneno è ossigeno. Carbonio ha tendenza di formare legami covalenti carbonio-

carbonio fondando spontaneamente catene, non singole molecole, per come è fatta sua nuvola

elettronica. Prima forma di vita era piccola catena di carbonio. Catene possono essere lineari o

ramificate. Pùo essere infinita, non c'è numero massimo per singola catena. Raro trovare solo

carbonio, spesso anche H e O. Opulenza di legami covalenti dentro la molecola. C numero

atomico 6. Struttura più semplice è legame di atomo di C e 4 H in maniera covalente. Oppure due

atomi di carbonio legati tra loro con idrogeni (etano). Aumentando la complessità propano, butano,

etano, propano.

Cellulosa = struttura ramificata con anelli. Seta = con azoto. Lignina = legante che tiene insieme

struttura del legno, struttura molto complicata.

13.03.17 LEZ.4

Il carbonio quando incontra altri atomi atomi di carbonio forma catene di legami covalenti, più o

meno ramificate, ma anche cicliche, con moltissime combinazioni possibili potenzialmente molto

complesse. Nelle catene ci sono spesso anche atomi di H e O, ma l'essenziale per parlare di

chimica organica è la presenza del C. Ci sono diversi livelli di complessità, alla base della

costituzione degli esseri viventi ma anche dei materiali utilizzati nei beni culturali.

Tra le peculiarità del carbonio, c'è la caratteristica di poter formare legami singoli, doppi e tripli

(simbolizzati da linee: singolo espresso in -, doppio = ecc). Nel legame singolo compartecipano

due elettroni, nel legame doppio quattro, in quello triplo sei. Il legame singolo è più debole di quello

doppio e quello triplo è più forte di quello doppio. Più legami ci sono più l'interazione tra gli atomi

sarà forte, e sarà più difficile separare gli atomi.

Catene di carbonio (=molecola di carbonio): tra una catena e l'altra si instaurano legami deboli,

all'interno della singola catena ho legai forti, tra due catene ho legami deboli, tipicamente ponti a H

o legami di L.-VdW. Le catene non sono indifferenti tra una e l'altra ma interagiscono formando

legami deboli.

Solventi e tensioattivi: Il solvente scioglie qualcos'altro, i tensioattivi sono elementi organici

(pulizia dei beni culturali). Hanno ruolo fondamentale nella consrvazione e pulitura dei repeti

culturali. La pulitura è operazione critica che consiste nella rimozione selettiva di materie (selettiva

perchè si intende rimuovere solo determinate sostanze chimiche, che no centrano con il

manufatto), per lo più in superficie, che vengono considerate negative per la conservazione fisica

del manufatto che ne alterano la ….

Il solvente è qualcosa che scioglie, prodotto pulente che discioglie qualcosa: soluzioni a base di

acqua, solventi organici (alcool etilico, acetone, trielina), tensioattivi. Non bisogna solo tenere

conto della natura chimica del materiale che si vuole rimuovere ma anche quella del materiale da

pulire, perrchè l'azione di pulitura non sia deleteria per il manufatto (non lo rovini, non lasci aloni

ecc).

L'acqua rimuove sali solubili (es. scioglie l'NaCl), ogniqualvolta si ha legame ionico (generalmente

tutti i sali), solubilizza anche sostanze proteiche (es. leganti pe rla pittura), gomme vegetali e

sostanze organiche vegetali. Le sostanze di natura alcalina è più efficace per la pulitura, funziona

anche acidificando (ambiente acido discioglie meglio dell'ambiente neutro ma meno di quello

alcalino: il pH alto è più efficace). Quindi acqua vantaggiosa perchè si può basificare (e quindi

renedere più efficace).

Sostanze organiche composte da molecole che sono catene di carbonio (es. alccol, acetone,

trielina): soluzione di molecole di carbonio ha capacità di rimuovere sostanze di natura organica,

es. collanti, vernici, olio, grasso, sena alterazione chimica del materiale. Queste soluzioni riescono

ad abbattere i legami chimici tra una molecola e l'altra (i legami deboli) e solubilizzano queste

grosse molecole. Hanno basso punto di ebollizione (acetone 56) rispetto all'acqua, tendono a

evaporare a basse temperature, rischio di respirarli. In ambiente acido il calcare (=carbonato di

calcio, sale) si rimuove acidificando l'acqua con aceto e succo di limone.

Tensioattivi: sostanze organiche con testa idrofila e coda idrofoba= molecole composte da due

segmenti diversi. L'idrofila si scioglie in acqua, idrofoba invece non si scioglie in acqua. La coda

non interagisce con molecole di acqua, la testa sì. La coda è anche lipofila, quindi si mischia con

sostanze organiche. E' molecola intermedia che può stare a contatto sia con acqua sia con

sostanze organiche. Es. pentola con acqua con tensioattivo al suo interno: con la coda lipofila

avvolge la macchia da rimuovere, all'esterno, non a contatto con la macchia oleosa di sostanza

carboniosa, la coda idrofila, a contatto con l'acqua. La testa si scioglie in acqua portandosi dietro la

macchia oleosa a cui si erano attaccate le code lipofile.

Quindi...sale → acqua; sostanze organiche → solventi organici; sostanze grasse che non si

sciolgono in acqua → tensioattivi.

I tensioattivi anionici e cationici sono più efficaci ma più aggressivi, i tensioattivi si trovano nei

detersivi e saponi, si inseriscono nell'acqua.

I MATERIALI PITTORICI:

La vernice è legante trasparente ultimo strato opera per proteggere la stessa, sottile. Strati pittorici

con legante e pigmenti che appaiono come pietre (diversi strati con diverse proprietà), strato di

imprimitura e di preparazione dell'opera superficiale. Molti strati con leganti di natura organica (es.

vernici) che tengono insieme elementi di natura inorganica (es. pietre) =strato pittorico è molto

complicato perchè composto da materiali di natura diversa.

I film pittorici si sviluppano su due dimensioni, 2D. Tre ingredienti definiscono la pittura: supporto

(carta, cuoio, legno, metallo,legno, tela, stoffa, supporto murario ecc), uno o più strati preparatori

prima dell'applicazione del film pittorico vero e proprio, per film pittorico legante (natura organica,

che tiene insieme i pigmenti e assicura stabilità al film pittorico, es. vernice) e pigmento (insolubile

nel legante, si disperde, particelle fini colorate, con legante forma impasto più o meno denso e

manifesta potere coprente): non possono esistere separatamente, i pigmenti sarebbero polvere

che non si fissa, il legante sarebbe trasparente.

Le vernici sono costituite da soli leganti, trasparenti, no potere coprente, no pigmenti; le pitture

sono leganti con all'interno dispersi pigmenti, coprenti e coloranti. I leganti sono applicati sopra la

pittura per protezione.

Il pigmento: con i leganti sono posti all'esterno e di conseguenza più suscettibili al degrado.

Polveri colorate. Ingrediente del film pittorico dà colore e potere coprente. Il colore è visibile grazie

alla luce e ad un sensore (occhio) che l percepisce (gli oggetti assorbono tutte le radiazioni a parte

una, questa viene emessa e percepita dall'occhio permettendo la percezione del colore). I pigmenti

possono essere organici o inorganici. Organici. Origine per lo più minerale, rocce e minerali.

Anticamente si prendevano rocce che palesavano tipo di colore. Chimicamente le rocce sono serie

di composti binari e ternari (quindi ossidi, carbonati, solfuri ecc.). Rocce vengono ridotte fini e

poiunite a legante. I pigmenti hanno caratteristiche caratteristiche: colore e copro, chimicamente

compatibili con legante, stabilità e inerzia chimica nelle sostanze con cui vengono mescolato e nei

confronti altri pigmenti con cui sono uniti per creare i vari colori.

Pigmento bianco:

carbonato si calcio, calcite ottenuta da lavorazione del marmo o combinando anidride

• carbonica con idrossido di calcio;

polvere di gesso (è roccia, i gessetti sono polevere compatata in forma cilindrica);

• caolino (è argilla bianca, molte cave di caolino in Italia) non ha grosse proprietà coprenti,

• utilizzato per effetti di semi-coprenza);

biacca (carbonato di piombo, “polvere di gesso”, in assoluto il più utilizzato nella storia fino

• a quando non si è scoperto che era tossico);

ossido di zinco, degrada facilmente, utilizzato per fare la Pasta di Fissan (vaselina più

• ossido di zinco);

ossido di titanio (utilizzato in grandi quantità dal 900, prima non si riusciva a sminuzzare in

• gradi quantità) gradi proprietà coprenti e coloranti.

Pigmento blu:

azzurrite (macinazione roccia azzurrite);

• blu oltremare (dalla macinazione del lapislazzuli che è roccia che contiene molti minerali, si

• colora a contatto con acidi);

blu pompeiano (rame, calcio, silicio, ossigeno, uno dei pigmenti artificiali più antichi

• realizzati da uomo);

blu di cobalto (a base di ossido di cobalto, alluminio, ossigeno, stabile e di alta qualità)

• blu di Prussia (ottenuto per via sintetica, utilizzato per restauro).

•

Pigmento rosso:

ocra rosso (da macinazione terre, in cui c'è ossido di ferro);

• cinabro (da macinazione minerale cinabro, “rosso vermiglione”, transizione da cinabro che

• se scaldata generava metallo, era alla base che si potesse trasformare piombo in oro,

perchè cinabro da roccia generava metallo);

minio (si ottiene artificialmente scaldando la biacca).

•

15.03.17 LEZ. 5

I pigmenti organici degradano più velocemente rispetto ai pigmenti inorganici. Sarebbe più corretto

chiamarli coloranti (= danno colore ma senza corpo e senza potere coprente → la vernice diventa

traslucida. Non hanno corpo e colore ma solo colore).

Lacca = gel, vernice, legante traslucido che non ha potere coprente, è legante in cui sono dispersi

pigmenti organici → si ottiene film semitrasparente.

Per dare corpo si parte dal pigmento bianco inorganico, e ci si fanno assorbire sopra i pigmenti

organici: il copro è dato dalla presenza di particelle inorganiche e il colore è dato dai pigmenti

organici.

Colore a lacca = particella inorganica su cui s