Streszczenie Substancje wzmacniające do konserwacji materiałów

Konsolidanty do konserwacji materiałów: Dogłębna analiza

StreszczenieTest wiedzyFiszkiPodcastMapa myśli

Wstęp

Polimerowe materiały konserwatorskie to syntetyczne substancje stosowane w restauracji i konserwacji zabytków kultury do wzmacniania, utrwalania i klejenia zdegradowanych materiałów. Niniejszy materiał podsumowuje właściwości, produkcję i zastosowanie głównych polimerów używanych w konserwacji: alkohol poliwinylowy (PVAL), poliwinyloacetale, poliamidy (PA), żywice akrylowe, polibutylometakrylan i żywice epoksydowe.

Definicja: Polimerowe materiały konserwatorskie to substancje makromolekularne aplikowane na obiekty kultury w celu wzmocnienia, utrwalenia lub sklejenia z minimalną niepożądaną ingerencją w materiał oryginalny.

Poli(alkohol winylowy) (PVAL / PVOH)

Produkcja i chemia

  • PVAL powstaje w wyniku zmydlania (hydrolizy) poli(octanu winylu) (PVAC). Odkrycie z 1924 roku.
  • Rozpuszczalność: rozpuszczalny w wodzie, nierozpuszczalny w niepolarnych rozpuszczalnikach organicznych.
  • Temperatura zeszklenia (Tg): $80,-,90,^\circ\mathrm{C}$, temperatura topnienia: $200,-,230,^\circ\mathrm{C}$.

Definicja: Zmydlanie to reakcja chemiczna, w której grupy estrowe ulegają hydrolizie do grup hydroksylowych; w przypadku PVAC prowadzi to do powstania PVAL.

Właściwości i zastosowania

  • Tworzy mocne i elastyczne filmy; wytrzymałość na rozciąganie zależy od względnej masy cząsteczkowej (RV).
  • Dobra adhezja do różnych materiałów.
  • Stosowany jako izolacja lub tymczasowe wzmocnienie oraz jako konsolidant/utrwalacz w konserwacji wnętrz.
  • Dobra odporność na promieniowanie UV, ale niska odporność na atak mikrobiologiczny.

Praktyczny przykład: PVAL w roztworze wodnym może być użyty do tymczasowego mocowania warstw malowidła podczas jego konserwacji we wnętrzach.

Poliwinyloacetale (acetale pochodne PVAc)

Synteza

  • Zmydlony lub częściowo zmydlony PVAC reaguje z aldehydami.
  • Przykłady:
    • Poliwinyloformal (PVFM): reakcja PVAL z formaldehydem, ce{PVAL + HCHO -> PVFM}
    • Poliwinylobutyral (PVB): reakcja PVAL z aldehydem masłowym

Zastosowania

  • Poliwinyloacetale charakteryzują się różnymi właściwościami mechanicznymi i adhezyjnymi; PVB jest znany ze swoich właściwości adhezyjnych i zdolności do formowania w kompozytach (np. w powłokach lub jako warstwa pośrednia w szkle).

Poliamidy (PA, w tym nylon)

Wytwarzanie i struktura

  • Poliamidy powstają w wyniku polikondensacji monomerów zawierających grupy aminowe i karboksylowe: na przykład jednostki powtarzalne $\ce{H2N-(CH2)_n-COOH}$ lub w wyniku kondensacji diaminy i dikwasu.
  • Nylon (komercyjny) został odkryty w 1935 roku, produkcja rozpoczęła się w 1938 roku. Przykład składu dla Nylonu 6,6: $\ce{H2N-(CH2)_6-NH2}$ oraz $\ce{HOOC-(CH2)_4-COOH}$.

Właściwości i zastosowanie w konserwacji

  • Istnieją rozpuszczalne odmiany poliamidów rozpuszczalne w niższych alkoholach lub w mieszaninie alkohol/woda 70/30 — odpowiednie tam, gdzie potrzebny jest rozpuszczalnik organiczny.
  • Stosowane w latach 60.–70. XX wieku do konserwacji papieru oraz do wzmacniania kamienia (produkty: Calaton CA, Calaton CB, Ultramid).

Praktyczny przykład: Roztwór poliamidowy w 70% etanolu może być stosowany do miejscowego wzmacniania włókien papieru podczas konserwacji.

Akrylany i polimetakrylany

Chemia i rodzaje

  • Poliakrylany: w wyniku polimeryzacji kwasu akrylowego i jego estrów $\ce{CH2=CH-COOR}$.
    • R = metyl (PMA), etyl (PEA), butyl (PBA).
  • Polimetakrylany: w wyniku polimeryzacji kwasu metakrylowego i jego estrów $\ce{CH2=C(!CH3)-COOR}$.
    • R = metyl (PMMA), etyl (PEMA), butyl (PBMA).
  • Pierwsza polimeryzacja MMA 1877, produkcja przemysłowa PMMA od lat 30. XX wieku.

Definicja: Żywica akrylowa to polimer powstały w wyniku polimeryzacji rodnikowej estrów akrylowych lub metakrylowych.

Właściwości w zależności od monomeru

  • PMMA: twardy, przezroczysty, o dobrej stabilności.
  • PBMA: Tg $-60,$do$,-40,^\circ\mathrm{C}$, miękki, podatny na "dirt pick-up" i o niższej odporności na starzenie.
  • Kopolimer P(EMA/MA) (Paraloid B72): EMA/MA w stosunku molowym 70:30,
Zarejestruj się po pełne podsumowanie
FiszkiTest wiedzyStreszczeniePodcastMapa myśli
Zacznij za darmo

Masz już konto? Zaloguj się

Polimerowe materiały konserwacyjne

Klíčové pojmy: PVAL vzniká zmýdelněním PVAC a je vodou rozpustný, PVAL: Tg $80\,-\,90\,^\circ\mathrm{C}$, dobrá adheze, nízká mikrobiologická odolnost, Polyvinylacetaly (PVFM, PVB) vznikají reakcí PVAL s aldehydy, Polyamidy (nylon) se vyrábějí polykondenzací diaminu a dikyseliny, Rozpustné polyamidy se používají v 70/30 alkohol/voda roztocích, Akrylátové pryskyřice: PMMA (tvrdý) vs PBMA (měkký, nízké Tg), Paraloid B72 (P(EMA/MA) 70:30) má Tg cca $40\,^\circ\mathrm{C}$ a výbornou stabilitu, Disperze akrylátů mají různá pH a MFT, ovlivňují aplikaci a biologickou stabilitu, PBMA má Tg $-60\,$až$\,-40\,^\circ\mathrm{C}$ a je náchylný k "dirt pick-up", Epoxidy jsou dvousložkové, polyadicí tuhnoucí systémy vhodné pro injektáž a lepení, Před aplikací vždy testujte na malém místě a zvažte reverzibilitu, Volba materiálu závisí na podkladu, prostředí a požadavcích na trvanlivost

## Wstęp Polimerowe materiały konserwatorskie to syntetyczne substancje stosowane w restauracji i konserwacji zabytków kultury do wzmacniania, utrwalania i klejenia zdegradowanych materiałów. Niniejszy materiał podsumowuje właściwości, produkcję i zastosowanie głównych polimerów używanych w konserwacji: alkohol poliwinylowy (PVAL), poliwinyloacetale, poliamidy (PA), żywice akrylowe, polibutylometakrylan i żywice epoksydowe. > Definicja: Polimerowe materiały konserwatorskie to substancje makromolekularne aplikowane na obiekty kultury w celu wzmocnienia, utrwalenia lub sklejenia z minimalną niepożądaną ingerencją w materiał oryginalny. ## Poli(alkohol winylowy) (PVAL / PVOH) ### Produkcja i chemia - PVAL powstaje w wyniku zmydlania (hydrolizy) poli(octanu winylu) (PVAC). Odkrycie z 1924 roku. - Rozpuszczalność: rozpuszczalny w wodzie, nierozpuszczalny w niepolarnych rozpuszczalnikach organicznych. - Temperatura zeszklenia (Tg): $80\,-\,90\,^\circ\mathrm{C}$, temperatura topnienia: $200\,-\,230\,^\circ\mathrm{C}$. > Definicja: Zmydlanie to reakcja chemiczna, w której grupy estrowe ulegają hydrolizie do grup hydroksylowych; w przypadku PVAC prowadzi to do powstania PVAL. ### Właściwości i zastosowania - Tworzy mocne i elastyczne filmy; wytrzymałość na rozciąganie zależy od względnej masy cząsteczkowej (RV). - Dobra adhezja do różnych materiałów. - Stosowany jako izolacja lub tymczasowe wzmocnienie oraz jako konsolidant/utrwalacz w konserwacji wnętrz. - Dobra odporność na promieniowanie UV, ale niska odporność na atak mikrobiologiczny. Praktyczny przykład: PVAL w roztworze wodnym może być użyty do tymczasowego mocowania warstw malowidła podczas jego konserwacji we wnętrzach. ## Poliwinyloacetale (acetale pochodne PVAc) ### Synteza - Zmydlony lub częściowo zmydlony PVAC reaguje z aldehydami. - Przykłady: - Poliwinyloformal (PVFM): reakcja PVAL z formaldehydem, ce{PVAL + HCHO -> PVFM} - Poliwinylobutyral (PVB): reakcja PVAL z aldehydem masłowym ### Zastosowania - Poliwinyloacetale charakteryzują się różnymi właściwościami mechanicznymi i adhezyjnymi; PVB jest znany ze swoich właściwości adhezyjnych i zdolności do formowania w kompozytach (np. w powłokach lub jako warstwa pośrednia w szkle). ## Poliamidy (PA, w tym nylon) ### Wytwarzanie i struktura - Poliamidy powstają w wyniku polikondensacji monomerów zawierających grupy aminowe i karboksylowe: na przykład jednostki powtarzalne $\ce{H2N-(CH2)_n-COOH}$ lub w wyniku kondensacji diaminy i dikwasu. - Nylon (komercyjny) został odkryty w 1935 roku, produkcja rozpoczęła się w 1938 roku. Przykład składu dla Nylonu 6,6: $\ce{H2N-(CH2)_6-NH2}$ oraz $\ce{HOOC-(CH2)_4-COOH}$. ### Właściwości i zastosowanie w konserwacji - Istnieją rozpuszczalne odmiany poliamidów rozpuszczalne w niższych alkoholach lub w mieszaninie alkohol/woda 70/30 — odpowiednie tam, gdzie potrzebny jest rozpuszczalnik organiczny. - Stosowane w latach 60.–70. XX wieku do konserwacji papieru oraz do wzmacniania kamienia (produkty: Calaton CA, Calaton CB, Ultramid). Praktyczny przykład: Roztwór poliamidowy w 70% etanolu może być stosowany do miejscowego wzmacniania włókien papieru podczas konserwacji. ## Akrylany i polimetakrylany ### Chemia i rodzaje - Poliakrylany: w wyniku polimeryzacji kwasu akrylowego i jego estrów $\ce{CH2=CH-COOR}$. - R = metyl (PMA), etyl (PEA), butyl (PBA). - Polimetakrylany: w wyniku polimeryzacji kwasu metakrylowego i jego estrów $\ce{CH2=C(\!CH3)-COOR}$. - R = metyl (PMMA), etyl (PEMA), butyl (PBMA). - Pierwsza polimeryzacja MMA 1877, produkcja przemysłowa PMMA od lat 30. XX wieku. > Definicja: Żywica akrylowa to polimer powstały w wyniku polimeryzacji rodnikowej estrów akrylowych lub metakrylowych. ### Właściwości w zależności od monomeru - PMMA: twardy, przezroczysty, o dobrej stabilności. - PBMA: Tg $-60\,$do$\,-40\,^\circ\mathrm{C}$, miękki, podatny na "dirt pick-up" i o niższej odporności na starzenie. - Kopolimer P(EMA/MA) (Paraloid B72): EMA/MA w stosunku molowym 70:30,