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Polimeri sintetici

Definizione

Con il termine polimerisi fa riferimento a sostanze costituite da unità-base (monomeri) collegate tra loro. L’impiego di polimeri nell’ambito della conservazione dei Beni Culturali (material lapidei ed opere policrome) risale all’antichità classica (Vitruvio e Plinio I secolo d.C.) ma si tratta di:

  • polimeri naturali prodotti da alcuni tipi di piante viventi (oleoresine o balsami, mastice, dammar, colofonia, sandracca, balsamo del Canadà);
  • resine fossili da alberi vissuti in epoche remote (copali),
  • resine animali (gommalacca);
  • polisaccaridi (cellulosa).

Nella seconda metà dell’800 sono state abbandonate, riconoscendone i difetti e i limiti (impurezze, scarsa versatilità, assenza di riproducibilità per composizione e proprietà) e largamente sostituite da polimeri sintetici, cioè da quei prodotti che dalla fine dell’800, con il forte sviluppo della industria chimica, sono stati e sono introdotti sul mercato, ancor oggi in continua evoluzione nella messa a punto di nuovi formulati o di modificazione di quelli esistenti.

Generalità

Va tuttavia ricordato che non si tratta di prodotti studiati appositamente per il settore del restauro, motivo per cui non sempre hanno fornito buone prestazioni, anche in termini temporali; ciò rende necessaria, per evitare i marcati insuccessi verificatisi spesso in opera nel passato, un’attenta scelta del prodotto sia attraverso una approfondita indagine bibliografica sia attraverso particolari ricerche di laboratorio, molte delle quali codificate da normative nazionali (UNI) od europee (CEN).
Determinanti ai fini funzionali del prodotto sono le condizioni di polimerizzazione (unione di decine o centinaia di molecole di monomero) che portano a polimeri lineari o a polimeri reticolati con proprietà assai diverse. I primi costituiscono le resine termoplastiche caratterizzate da plasticità, elasticità, solubilità in alcuni solventi organici, possibile fusione reversibile, i secondi le resine termoindurenti insolubili, non fusibili, tendenti alla rigidità.
I polimeri possono essere distinti in omopolimeri (ripetizione della stessa unità-base) o copolimeri (sequenza di diverse unità-base; a questa categoria afferiscono i polimeri di sintesi utilizzati nel restauro). Sono composti caratterizzati da un elevato peso molecolare (10.000-1.000.000), struttura prevalentemente amorfa, inerzia chimica verso acidi, basi, solventi organici nei confronti dei quali si verificano talvolta fenomeni di rigonfiamento.
A grandi linee e sulla base di valutazioni di efficacia nel tempo, i polimeri di sintesi impiegati nel restauro, suddivisi in classi chimiche, possono essere raggruppati come:

  • adesivi (resine poliestere, epossidiche, acriliche);
  • consolidanti (resine acriliche, alcossisilani, alchilalcossisilani, alchilarilpolisilossani completamente polimerizzati cioè le resine siliconiche propriamente dette);
  • protettivi idrorepellenti (alchilalcossisilani, resine siliconiche, cere microcristalline, resine fluorurate).

In funzione delle condizioni di polimerizzazione e di impiego e indipendentemente dalla classe di appartenenza, i prodotti impiegati nel restauro si distinguono in:

  • polimeri monomerici (per esempio il silicato di etile impiegato come consolidante, le resine epossidiche e poliesteri come adesivi, i silossani oligomerici come protettivi) che vengono applicati dopo dissoluzione in opportuni solventi e polimerizzano dopo o durante l’evaporazione del solvente stesso;
  • polimeri polimerici (resine acriliche e fluorurate, cere microcristalline) che polimerizzano durante la fase di produzione e vengono applicati in soluzioni di solventi organici o in emulsione acquosa.

Alla corretta scelta del prodotto adesivo-consolidante-protettivo, che varia da caso a caso, va associata la migliore metodologia di applicazione del prodotto che, in particolare il consolidamento, ne deve garantire un’adeguata profondità di penetrazione nel sistema capillare del materiale poroso.

Bibliografia

Matteini M., Moles A., La Chimica nel restauro, Nardini editore, Firenze, 2007.

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