profondità massime di alcuni µm. La quantità di BSE dipende oltre che dalla morfologia della superficie anche dal numero atomico medio del materiale presente nel piccolo volume irradiato dal fascio. L’immagine BSE rispecchia la variazione del numero atomico medio all’interno del campione e permette quindi di individuare i minerali che costituiscono le diverse parti del campione;
Raggi X, caratteristici degli elementi che compongono il campione in esame, possono essere registrati e discriminati sulla base della lunghezza d’onda (WDS) o dell’energia (EDS). L’intensità di queste radiazioni caratteristiche è proporzionale alla concentrazione dell’elemento nel campione. La microanalisi ai raggi X dà informazioni specifiche circa la composizione degli elementi del campione, in termini di quantità e distribuzione.
Attraverso la microscopia elettronica a scansione è possibile ottenere maggiori informazioni superficiali dai campioni, in primo luogo per quel che riguarda i depositi: Considerata la granulometria molto fine che li distingueva è stato possibile caratterizzarli in maniera più precisa, dato che l’osservazione al microscopio ottico non risultava essere sufficiente. Con questa tecnica è stato possibile inoltre fornire un’analisi elementare del particolato, riuscire a documentare lo stato delle fibre e, ove fossero presenti, verificare la presenza di interazioni o legami che si sono venuti a creare tra il particolato e le fibre dei tessuti.
Preparazione dei campioni per osservazioni SEM-EDS
La preparazione di campioni di tessuto per l’osservazione al microscopio elettronico prevede di norma l’eliminazione di polvere, sporcizia e sostanze estranee che possono essere presenti sul supporto tessile attraverso due estrazioni successive in acqua e in etere [3]. Dal tessuto così trattato si ottengono dei pezzetti di filato sia in direzione della trama che in ordito che vengono disposti su dei supporti adesivi con caratteristiche di conducibilità. Questi sostegni adesivi vengono fatti aderire a dei cilindri portacampioni in alluminio adatti ad essere collocati all’interno della camera di osservazione del SEM. Prima della collocazione nel SEM nel caso dei tessuti si procede in genere alla metallizzazione dei campioni al fine di migliorare la conducibilità e di conseguenza la qualità delle immagini è [3].
In questo studio, i campioni non sono stati preparati con l’estrazione in acqua e in etere, in quanto lo scopo dell’osservazione al SEM era di caratterizzare la presenza di materiali estranei e le interazioni tra particelle polverulente e le fibre del tessuto. I campioni di tessuto sono perciò stati presi tal quali e metallizzati per favorire la conducibilità elettrica e termica.
Le immagini e analisi SEM ottenute al DAIS (Ca’ Foscari) sono state realizzate utilizzando un microscopio Jeol (Tokyo, Giappone) JSM 5600 LV equipaggiato con un detector per microanalisi 6587 EDS (Energy Dispersive X-ray Spectrometry) con un sistema per microanalisi LINK ISIS. È stato utilizzato un voltaggio di accelerazione di 20 kV per l’osservazione dei depositi di polvere e per effettuare le analisi EDS mentre per l’osservazione dei tessuti e per acquisire così maggiori informazioni superficiali lo strumento è stato settato a 15 kV. Il campione è stato depositato su un porta-campione con foglio adesivo in grafite e poi dorato mediante sputtering come già precedentemente descritto per un tempo di 30 secondi per le polveri mentre per i tessuti circa 150 secondi. Sono stati sfruttati ingrandimenti variabili da 100X a 10000X.
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3.1.2 Viscosimetria
Un parametro molto importante per valutare lo stato di conservazione delle fibre tessili di interesse è la loro tenacità. La tenacità di una fibra tessile dipende dalla sua morfologia, dalla struttura supermolecolare e dalla lunghezza della macromolecole che sono la base costituente delle fibre naturali. La valutazione della tenacità delle fibre non viene sempre fatta perché distruttiva e presuppone un certo quantitativo minimo di campione per poter effettuare l’analisi secondo norma [4].
Le tecniche che si utilizzano principalmente per valutare la lunghezza delle macromolecole sono essenzialmente due: la Gel Permeation Chromatography (GPC) detta anche Size- Exclusion Chromatography (SEC) e le tecniche viscosimetriche. La GPC permette la valutazione del grado di polimerizzazione medio numerico (DPn), del grado di polimerizzazione medio ponderale (DPw) e la caratterizzazione completa della distribuzione dei pesi molecolari delle fibre costituenti i tessuti. Le tecniche viscosimetriche forniscono invece la misura del grado di polimerizzazione medio viscosimetrico (DPv) per i supporti cellulosici e della viscosità intrinseca per quelli serici. Le tecniche viscosimetriche sono largamente utilizzate per analisi di routine in quanto richiedono attrezzature molto semplici come un cronometro e un viscosimetro ma una cura particolare per la loro effettuazione [3,6]. Le tecniche viscosimetriche sono in grado di dare dei valori molto chiari sulla lunghezza delle macromolecole che costituiscono il manufatto tessile ma non forniscono una chiara lettura dello stato di conservazione del tessile. Le misure risultano spesso diverse da punto a punto e non è possibile ricavare un valore medio dai vari punti indagati del manufatto [7]. I dati ottenuti da questo tipo di analisi vanno quindi accompagnati da analisi visive, microscopiche e da prove fisico-meccaniche.
La lunghezza delle catene delle macromolecole delle fibre tessili sono ovviamente variabili in relazione ai vari prodotti presenti in commercio e in relazione al processo di crescita e ai trattamenti che hanno subito i tessuti in fase di lavorazione nonché in relazione ai fenomeni di degrado dovuti a fattori fotochimici, biologici o prettamente chimici [6,7].
In questo studio sono state utilizzate le tecniche viscosimetriche allo scopo di valutare possibili variazioni legate alle deposizioni. Le specifiche relative al cotone e seta vengono spiegate di seguito.
3.1.2.1 Determinazione grado di polimerizzazione del cotone
Per la misura del grado di polimerizzazione del cotone si è seguita la norma UNI 8282 che fornisce un metodo per la determinazione dell'indice della viscosità limite della cellulosa in una soluzione diluita di cuprietilendiammina (CED). Il metodo e' applicabile ai campioni di cellulosa solubile nella CED, come per esempio le paste per carta e per i tessili [8,9]. Di seguito viene riportata la strumentazione utilizzata e il procedimento che è stato adottato per eseguire le misure.
Strumentazione
Beute da circa 20 ml Pipette da 10 ml
Viscosimetro di Ostwald 100/200
Termostato ad acqua con agitatore, regolabile a 25 ± 0.1°C Cronometro
Cuproetilendiammina (CED) 0,5M Preparazione del campione