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Causas da degradação em pinturas a base de têmpera vinílica.

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Veronica Santos

on 30 July 2014

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Transcript of Causas da degradação em pinturas a base de têmpera vinílica.

Envelhecimento químico das têmperas vinílicas
A resina vinílica é produzida a partir do composto da função vinila (radical), que está ligado a uma cadeia lateral do grupo dos acetatos.
Polímeros sintéticos: após 1900

PVA = Poli (acetato de vinil) – 1928
uso com solventes orgânicos.

Uso de adesivos sintéticos em C-R - desde 1930.

Emulsões aquosas PVA – final dos anos 40.

Durante 2ª GM - crise de matéria prima natural na indústria de revestimentos.

Explosão mundial das tintas aquosas PVA – por volta 1965
Experimentalismos artísticos no Brasil, após 1970.

Era dos plásticos: início de 1980
Pesquisa de nanocompósitos polímero/argila - fins 1980.
TÊMPERA VINÍLICA
Parede ext.int
Convencionais Madeira
Tela
Suporte
Obra Alternativos Compensados
Laminados, etc.

Base de preparação !? sim ou não
Pintura Camadas de tinta vinílica !? experimentalismo
Capa de proteção !? sim ou não
Materiais de restauração
Estab./instab.
Pinturas

Efeito sinérgico entre suas partes.
Joaquim Rodrigo (Portugal)


paleta tons terrosos
produção de suportes compensados (flambords, Eucatex®)
pioneiro na técnica em Portugal. produção própria c/ o aglutinante Vulcano 7
Características gerais
Têmpera

pigmento (org./inorg.)+ aglutinante solúvel em água.

Têmpera vinílica = tinta latéx

Descrição técnica
Substância filmogênica à base de polímero orgânico sintético em emulsão aquosa.




Aplicação
direta
misturas p/ elevar densidade,texturização...
diluição em água, uso de corante...

Características geral da superfície

opacidade

Características do filme

concedidas principalmente pela emulsão PVA.

Têmpera Vinílica
Pigmento + emulsao aquosa PVA
Emulsão
Fase 1: polímero = disperso em micelas (determina a natureza da substância).
Fase 2: água = dispersante, que aumenta sua viscosidade em função da adição de polímero.
Dispersão
Têmpera Vinílica
Características da substância
Vantagens
Compatível com substratos porosos e não porosos
Alto poder adesivo
Alto poder de coesão
Secagem ao natural
Solúvel em água
Solúvel em álcool,
acetona e
tolueno
Cor branca
Brilho
Plasticidade
Estabilidade
(quando úmido)
Evaporação da água

Deformação de algumas partículas
(pressão provocada pela saída água).

essas partículas defeituosas possuem uma área maior de contato e se fundem.
Secagem
Reação física e química
Têmpera Vinílica
Características dos filmes
Desvantagens
Pode haver problemas de adesão e coesão.

Pode haver defeitos de polimerização.

Porosidade (macro e micro).

Diminui solvência após formar o filme e no envelhecimento

Alterações de cor, brilho, dimensões, etc.

Grosso modo: instável
Instabilidade
Característica química do filme: apolar (atrai sujeira).

A termoplasticidade do polímero PVA tem vantagens e desvantagens:
filme PVA acompanhe a mecânica do suporte.
sujeira, contaminantes e a água penetrem pelos poros e/ou microporos.
partículas podem reagir com o substrato em uma UR elevada.
As fórmulas variam! Compare as fichas técnicas e as amostras
A Tg do poliacetato de vinil deve ser vista de três maneiras:


• Ponto de vitrificação: 10ºC – 28ºC. Nesse intervalo a emulsão seca naturalmente e adquire as características desejadas.

• Ponto de fusão: 60ºC – 200ºC.

• Ponto de ebulição: na faixa de 100ºC.

Noções químicas
Emulsão PVA
Natureza ácida: pH 4-5

Monômero: acetato de vinil
Noções químicas
Emulsão PVA
Prdução da emulsão PVA: reação de poliadição de monômeros de acetato de vinil em meio aquoso.

1 e 2: Iniciação e propagação

monômero+iniciador solúvel em água+surfactante (tensoativo).







3: Finalização

colóide protetor solúvel em água (plastificante).







Ou seja, o polímero já é uma mistura complexa:

(monômero+outros) + água > V/V=50:50 (no geral).


Exemplos de colóides protetores:
álcool polivinílico - favorece a formação de ácido acético e biodegradação, hidroxietilcelulose,
ftalatos de dibutilo (DBP) – mais aconselháveis pq tendem a migrar para fora do filme.

Exemplos de iniciadores:
sais de persulfato de amônio, t-butil hidroperóxido, formaldeído de sódio e sulfoxilato.

Exemplos de surfactantes:
lauril sulfato de sódio, etoxilato de nonilfenol, etoxilato alifático e álcoois.
R= radical iniciador

Note:
Cadeias principais com ligações simples (C-C) com átomos de mesma eletronegatividade – ligação apolar.
Essas características remetem à flexibilidade e a
boa
estabilidade do polímero.

Grau de polimerização: 1 molécula de polímero pode conter milhares de unidades de monômero.

De modo geral, as emulsões PVA de boa qualidade têm alto peso molecular: 1X106 g/mol (Ferreira & et al., 2013).

Homopolímero PVA.
Cinética do envelhecimento químico
Em teoria, dois mecanismos de envelhecimento em compostos orgânicos poliméricos:

Acidificação:
causada por quebra de ligações (poluentes) ou hidrólise ácida (água), com reações em cadeia.
Fotooxidação:
reação por fotólise, mesmo com baixos níveis de radiação (condições normais).


A alteração química é acompanhada pela formação de certos compostos intermediários e da liberação de produtos voláteis (CO, CO2, metano, ácido acético.

O efeito da deterioração molecular tem relação direta com o desempenho mecânico e a aparência dos filmes PVA:





Homopolímero/plastificante DiBP
Tinta látex branco de titânio
Oh
Oh
35OOh
35OOh
Comportamento dos
FILMES PVA
perante o envelhecimento: bom, mesmo para a fórmulas comerciais. É PRECISO ESTUDAR O VENCIMENTO DO MATERIAL.

Para a têmpera vinílica de restauração a melhor opção é a resina pura, emulsionada com aditivos e água confiáveis
- REATIVIDADE/ $$$$

A conservação de obras ou restaurações onde foram empregados as emulsões PVA depende do monitoramento ambiental.

Os defeitos mais evidentes indicam problemas no suporte.
A degradação física do filme
PODE
estar ou
NÃO
associada à deterioração química do polímero, que é potencializada em condições de UR elevada.

Para entender a cinética desse tipo degradação é preciso saber a
composição do ligante
e os
processos intermediários
antes de formar o filme.


O envelhecimento pode ser minimizado levando em consideração uma boa ventilação e as normas gerais de conservação de acervos. T=19ºC-22ºC; UR= 50%-60%; 50lux).

Condições museológicas = previsão de 100 anos sem sofrer alterações na solubilidade e cor.
Roteiro da atividade prática em grupo (5 alunos):

1. Produção de tintas com emulsão PVA e pigmentos que formem películas brancas, pretas, cores primárias e secundárias.

2. Caracterização de compostos.

3. Produção e monitoração de amostras para serem submetidas a variações ambientais extremas por 3 meses.

4. Organização de um relatório de atividade prática acadêmica que reflita sobre possíveis reações associadas ao envelhecimento químico-físico desses filmes.
COMPATIBILIDADE
DE MATERIAIS
Acidificação na emulsão.
Danos em pinturas/ sem evidência de deterioração química grave.
Ensaio de envelhecimento
Irradiação com luz de xenon
800 W/m2, 300 nm, T=24°C, UR=40%).
Importante respeitar o tempo de secagem!
fóton
metil
monóxido de carbono
energia
éster
que reage com ácido acético para formar PVAL
reticulação
- RIGIDEZ, RETRAÇÃO, DUREZA
cisão
- PERDA OU GANHO DE PESO MOLECULAR
alterações de cor
fóton
energia
Os pigmentos parecem atuar como
tampões
.
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