Solvent Gels

Fonte: “Progetto restauro” della casa editrice del Prato – Paolo Cremonesi, Alessandra Curti, Laura Fallarmi, Silvia Rato”

Preparazione e utilizzo di Solvent Gels

Abbiamo già discusso come, dal punto di vista strettamente chimico, il successo di un operazione di pulitura effettuata con solventi organici stia nell’abilità a sciogliere certi materiali (la vernice, o più in generale il materiale filmogeno superficiale da rimuovere) senza invece solubilizzarne altri (quelli originari dell’opera, presenti negli strati sottostanti).

Questo può avvenire utilizzando solventi che abbiano una polarità simile a quella del materiale resinoso costituente la vernice, e sufficientemente dissimile da quella degli altri materiali, così da garantire la selettività di azione. Quando invece le polarità del materiale da rimuovere e dei materiali costitutivi sono troppo simili, la pulitura è a rischio, e per poterla compiere con un certo margine di sicurezza si devono adottare delle precauzioni operative che limitino la diffusione del solvente negli strati più interni.
In realtà, però, è difficile pensare ad una vernice come ad uno strato dalle caratteristiche omogenee in tutti i suoi punti, e quindi avente tutto la stessa polarità. Lo strato, infatti, riflette le caratteristiche dello strato di colore sottostante: il suo diverso contenuto di legante nelle varie campiture cromatiche, e quindi il suo diverso grado di alterazione e la sua disomogenea acidità e polarità.

Il restauratore spesso si rende conto di questa discontinuità nella pratica della pulitura: la miscela solvente sembra agire di più in certe zone, di meno in altre. Piuttosto che mettere a punto una miscela solvente a polarità costante che possa “centrare” la polarità del materiale superficiale in tutte le sue zone questo il ragionamento di Wolbers cerchiamo di riunire nella stessa preparazione componenti a polarità deterse, anche diametralmente opposte, che possano quindi essere attori su tutta la superficie. Per mantenere la selettività d azione superficiale sarà però indispensabile dare alla miscela altissima viscosità, in modo da reprimere la diffusione dei componenti sotto la superficie.
Così, detto in maniera un po semplificata, sono nati i Solvent Gels.

Ma vediamo di descriverne più in dettaglio i vari componenti.

I Solvent Gels

L’ addensante utilizzato è l’Acido Poliacrilico, l’omopolimero dell’Acido Acrilico (CH z =CH COOH), una macromolecola avente la struttura mostrata nello Schema I.
Questa molecola ha due caratteristiche peculiari: le dimensioni e la funzionalità acida. Innanzitutto, se consideriamo che il Peso Molecolare di questa macromolecola può arrivare fino a 3.000.000 4.000.000 Dalton, e che quello del monomero costituente è 70 Dalton, ne consegue che il polimero può contenere anche 40.00055.000 monomeri legati fra loro: dimensioni enormi dunque, anche superiori a quelle, ad esempio, di una proteina.Le catene di queste macromolecole, che nello Schema abbiamo indicato per semplicità in forma lineare, sono in realtà “avvolte” in forma raggomitolata.
I gruppi Carbossilici, acidi, presen ogni due atomi di Carbonio, possono essere salificati per azione di una base, producendo i corrispondenti anioni Carbossilato ( COOH > COO ).ti Quando questo avviene, tra le cariche elettriche negative formatesi si esercitano forze repulsive che tendono ad allontanarle reciprocamente: questo costringe, per così dire, la macromolecola a “distendersi”.
Queste lunghe catene, potremmo dire simili a strutture fibrose, sono ora in grado di impartire grande viscosità al liquido in cui sono sciolte: così l’Acido Poliacrilico, quando neutralizzato anche solo parzialmente con una base, esplica la sua azione addensante.
La base che reagisce salificando l’Acido Poliacrilico, viene a trovarsi “chimicamente legata”, in forma di sale, alle macromolecole dell’Acido stesso. Qualunque base, ad esempio l’Idrossido di Ammonio, potrebbe svolgere quest’azione di neutralizzazione.
Se però utilizziamo una base che abbia anche proprietà tensioattive, come un Ammina Polietossilata, otteniamo un secondo, importante risultato: il complesso Acido Poliacrilico/Base acquista anche proprietà tensioattive, cioè di emulsionante e di detergente. Possiamo così riassumere i vantaggi che si ottengono da questa particolare combinazione dei due reagenti:
l Acido Poliacrilico, l’addensante, per le sue dimensioni molecolari ha verosimilmente poca tendenza a diffondere nella porosità del materiale; quando salificato con un Ammina Etossilata, forma il corrispondente sale e manifesta proprietà addensanti; l’addensante e il tensioattivo sono ora chimicamente legati tra loro: in altre parole, l’addensante acquista ora anche proprietà tensioattive; l’Ammina Polietossilata, che di per sé sarebbe un componente non volatile, con forte capacità di diffondere sotto la superficie e forte ritenzione dentro gli strati, trovandosi “ancorata” ad una macromolecola acquista azione superficiale.
A questo punto, come componenti liberi restano i solventi organici e l’acqua. Anche questi, però, trovandosi in un gel ad altissima viscosità hanno limitata possibilità di diffondere sotto la superficie.
In queste preparazioni viene dunque massimizzata l’azione superficiale e repressa quella di diffusione sottosuperficiale dei vari costituenti. La loro azione è confinata alla superficie, e la rimozione del gel ci dà la garanzia di rimuovere efficacemente tutti i componenti.
Nella preparazione si utilizza l’agente neutralizzante, l’Ammina Etossilata, non in quantità stechiometrica (necessaria cioè a reagire con tutti i gruppi Carbossilici presenti sull’Acido Poliacrilico, l’addensante), ma in difetto, così da ottenere solo parziale salificazione dell’Acido Poliacrilico, sufficiente a provocare la “distensione” delle macromolecole, e quindi l’addensamento della soluzione.
Per quanto riguarda l’Acido Poliacrilico, il prodotto commerciale più facilmente reperibile è il Carbopol, e per l’Ammina Etossilata il prodotto Ethomeen.5