Riassunto
In questo lavoro di tesi sono stati preparati protettivi polimerici innovativi per materiali lapidei destinati in particolare al settore della conservazione dei beni culturali.
Tali protettivi si basano su dispersioni colloidali di particelle polimeriche in solvente acquoso (lattici). Le particelle, aventi morfologia core-shell, sono costituite da copolimeri anfifilici a blocchi. Il blocco idrofilo di poliacido acrilico (PAA) o di metossi-polietilen glicole (MPEG) costituente il guscio impartisce stabilità colloidale. Il blocco idrofobo, costituente il nucleo, è un copolimero statistico di butil acrilato/metil metacrilato (BM) che per semplice deposizione a temperatura ambiente è in grado di fornire film continui e non porosi e contiene unità ripetitive metacriliche con gruppi amminici ingombrati (Hindered Amine Light Stabilizers, HALS) in catena laterale che conferiscono maggiore stabilità nei confronti dei processi foto-ossidativi.
Le particelle sono state sintetizzate per polimerizzazione in emulsione di tipo RAFT (Reversible Addition-Fragmentation chain Transfer) ab initio utilizzando macro-trasferitori di catena anfifilici appositamente sintetizzati (macro-RAFT).
Tali macro-RAFT, oltre a regolare la crescita delle catene, fungendo da stabilizzanti colloidali reattivi consentono di non utilizzare tensioattivi a basso peso molecolare che potrebbero influire negativamente sulle proprietà protettive e di stabilità del film finale. I macro-RAFT sono stati caratterizzati determinandone: il peso molecolare mediante NMR e GPC, le proprietà termiche tramite TGA e la concentrazione di aggregazione critica (CAC) in acqua da misure di fluorimetria e di tensione superficiale con il metodo della goccia pendente. La dimensione delle particelle dei lattici è stata determinata mediante light scattering dinamico (DLS).
Film di diverso spessore sono stati ottenuti per semplice deposizione su supporti piani ed essiccamento a temperatura ambiente. Le caratteristiche superficiali dei film sono state studiate tramite misure di angolo di contatto statico e di potenziale zeta in funzione del pH. Il loro comportamento in ambiente acquoso in termini di stabilità chimica ed entità dell’assorbimento di acqua è stato determinato per via gravimetrica a diversi valori di pH. Per valutare l’efficacia dei monomeri
antiossidanti è stato iniziato un processo di invecchiamento accelerato in una camera di irraggiamento con relativa caratterizzazione dell’andamento dei fenomeni ossidativi di degradazione tramite spettroscopia FT-IR.
Infine i lattici ritenuti più promettenti tra quelli sintetizzati sono stati impiegati per prove preliminari su campioni di marmo apuano ed una arenaria proveniente da Schlaitdorf (Germania), oggetto di studio nell’ambito del progetto europeo Nanocathedral. La capacità protettiva dei prodotti scelti è stata valutata tramite misure di angolo di contatto statico e dinamico e misure di potenziale zeta anche in funzione del pH. I risultati ottenuti indicano la capacità dei prodotti sintetizzati di generare un rivestimento protettivo idrofobo con una maggiore resistenza ai fenomeni ossidativi a partire da una dispersione acquosa priva di tensioattivi.
Per questi motivi i materiali prodotti in questo lavoro di tesi, malgrado non soddisfino ancora tutte le caratteristiche richieste dal settore della conservazione dei beni culturali, hanno mostrato caratteristiche promettenti.
