Polímeros em Conservação
Código
11007
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Conservação e Restauro
Créditos
6.0
Professor responsável
Joana Lia Antunes Ferreira, Maria João Seixas de Melo
Horas semanais
6
Total de horas
76
Língua de ensino
Português
Objectivos
O objectivo da cadeira Polímeros em Conservação é o de fornecer ao aluno as bases necessárias à compreensão da aplicação de materiais poliméricos em conservação e do estudo do seu envelhecimento. Pretende desenvolver no aluno as bases científicas necessárias à leitura eficaz de literatura mais especializada. Por forma a preparar o futuro conservador a saber procurar os dados necessários e utilizá-los de uma forma crítica, ou seja, a poder tomar a decisão mais adequada ao estado de conhecimentos.
A parte teórica da cadeira articula-se em duas partes, a primeira da responsabilidade da Prof. Ana Ramos, regente da cadeira Ciência de Polímeros do Departamento de Química, a segunda da responsabilidade da Prof. Maria João Melo, regente da cadeira Polímeros em Conservação do Departamento de Conservação e Restauro. Na primeira parte são tratados os aspectos fundamentais do comportamento químico e físico dos materiais poliméricos e sua caracterização. Na segunda parte são ministrados os conceitos básicos necessários ao estudo da durabilidade de um polímero: a sua degradação térmica e fotoquímica e factores que a influenciam. São discutidos os requisitos a que deve obedecer um material utilizado em operações de conservação e restauro, como protector e como consolidante. São estudados os mecanismos de envelhecimento de materiais poliméricos utilizados quer na antiguidade quer no presente, tanto na protecção de Obras de Arte como na sua produção.
Pré-requisitos
Não tem.
Conteúdo
Programa das aulas Teóricas
parte I) Aspectos fundamentais do comportamento químico e físico dos materiais poliméricos e sua caracterização. Definições e nomenclatura de macromoléculas. Breve história do desenvolvimento dos materiais poliméricos. Classificação em relação a: síntese e mecanismos, natureza dos monómeros na cadeia, estereoisomerismo, utilização final, processabilidade, estrutura molecular, morfologia e propriedades mecânicas. Métodos de identificação (identificação sumária e métodos rigorosos (IV e RMN). Estudo do comportamento dos polímeros em solução. Definição de massas moleculares médias e suas distribuições e respectivos métodos de determinação, absolutos e não absolutos. Comportamento mecânico dos materiais poliméricos (modelos explicativos e comportamento real). Temperaturas de transição características e sua relação com a morfologia. Mecanismo de cristalização. Morfologia dos polímeros cristalinos: modelos das micelas e das esferulites. Especificações dos materiais poliméricos. Normalização. Aditivação de polímeros.
parte II) 1ª Introdução histórica no âmbito da C&R. 2ª Degradação térmica e degradação fotoquímica: aspectos fundamentais; estabilidade térmica e fotoquímica. 3ª, 4ª Aspectos gerais da degradação de um polímero: i) mecanismo geral; ii) intermediários mais frequentes; iii) factores que influenciam a degradação; iv) anti-oxidantes e protectores de UV. 5ª, 6ª Como forma de consolidar o que anteriormente foi referido dão-se exemplos de mecanismos de fotodegradação e foto-oxidação em polímeros sintéticos: i) polietileno, poli(acetato de vinilo), poliacrilatos e polimetacrilatos. 7ª Materiais consolidantes e protectores: definição e características gerais. Requisitos que deve obedecer um material consolidante ou protector para ser utilizado em Conservação: a Conferência de Roma 1934 (Conference on the Examination and Conservation of Works of Art), as classes de R. Feller e as perspectivas actuais. 8ª,9ª ii) consolidantes inorgânicos, polisilicones, polímeros fluorados, resinas epoxidicas, resinas fenólicas. 10ª Os polímeros naturais são abordados tematicamente: 1- ligantes pictóricos e colas animais usados da antiguidade a finais do séc. XIX 11ª 2- vernizes usados da antiguidade a finais do séc. XIX. 12ª 3- Polímeros naturais (cont.).
Programa das aulas Teórico-práticas:
Espectroscopia de infravermelho I e II
Programa das aulas Práticas:
1ª aula Deposição de polímeros em janelas de KBr (ou NaBr) e traçado do respectivo espectro de IV. 2ª aula Preparação de pastilhas de KBr de pigmentos e corantes; traçado dos respectivos espectros de IV. 3ª aula Preparação das soluções de polímeros a serem utilizadas no próximo trabalho. 4ª aula Estudo da fotodegradação de polímeros acrílicos utilizados em Conservação: PB72 e PB67. (parte 1). Estudo da fotodegradação de uma resina natural (dâmar). (parte 1). 5ª aula Uso da goma arábica como meio ligante para pigmentos e corantes: estudo do efeito de sacarídeos nas propriedades coesivas do filme obtido. 6ª aula Uma reticulação reversível: PVA e borax. 7ª aula Síntese de um polímero, o PMMA. 8ª aula Medição das coordenadas cromáticas em pintura acrílica envelhecida em ambiente natural. Discussão dos resultados. 9ª aula Estudo da fotodegradação de polímeros acrílicos utilizados em Conservação: PB72 e PB67. (parte 2). 10ª aula Estudo da fotodegradação de uma resina natural (dâmar). (parte 2). 11ª aula Discussão dos relatórios.
Bibliografia
I) F. W. BILLMEYER Jr., Textbook of Polymer Science, Wiley Interscience, 3ª ed. 1984; J.M.G. COWIE, Polymers: Chemistry and Physics of Modern Materials, Interte Books, 2ª Ed, 1993.; P. J. FLORY, Principles of Polymer Chemistry, Cornell Univ. Press, 10ª ed. 1978; J. BRANDRUP, E. H. IMMERGUT, Polymer Handbook, John Wiley & Sons, 4ª Ed., 1999;
II) [1] Polymers in Conservartion, ed by N. S. Allen, M. Edge and C. V. Horie, The Royal Society of Chemistry, 1992; [2] C. V. Horie, Materials for Conservation: organic consolidants, adhesives and coatings, Butterwoth-Heinemann, 5nd ed, 1995; [3] Materiali e techniche nel restauro, ed by G. G. Amoroso, Dario Flaccovio Editore, 1996; [4] Painting Conservation catalog, varnishes and surface coatings, Vol.1, American Institute for Conservation, 1996; [5] I. McNeill, in Polymers in Conservartion, p14; [7] J. F. Rabek, Polymer Photodegradation: mechanisms and experimental methods, Chapman & Hall, 1995; [7] a) C. H. J. Wells Introduction to Molecular Photochemistry, Chapman and Hall 1972; b) N. J. Turro Modern Molecular Photochemistry, University Science Books 1991; c) A. Gilbert & J. Baggott Essentials of Molecular Phtochemistry, Blackwell Scientific Publications 1991; [8] R. L. Feller., Accelerated aging – photochemical and thermal aspects, The J.Paul Getty Trust, USA, 1994; [9] J. Lemaire, J. Gardette, J. Lacoste, P. Delprat, D. Vaillant "Mechanisms of photooxidation of polyolefins: prediction of lifetime in wheathering conditions", in Polymer Durability: degradation, stabilization and lifetime predictions; ed R. L. Clough, N. C. Billingham, K. T. Gillen, American Chemical Society 1996; [10] J. L. Down, M. A. McDonald, J. Tétreault, R. S. Williams "Adhesive testing at the Canadian Conservation Institute- an evaluation of selected poly(vinyl acetate) and acrylic adhesives" Studies in Conservation 41 (1996) 19; [11] G. G. Amoroso and M. Camaiti, Scienza dei materiali e restauro, Alinea Editrice, 1997; [12] Science for Conservators vol 3, Adhesives and coatings, Routledge, 1992; [13] R. L. Feller, Standards in the evaluation of thermoplastic resins, ICOM Comittee for Conservation- 5th Triennial Meeting, 78/16/4, Zagreb 1978; [14] S. Z. Lewin, N. S. Baer "Rationale of the barium hydroxide-urea treatment of decayed stone" Studies in Conservation 19 (1974) 24-35; [15] M. A. Fox, J. K. Whitesell, Organic Chemistry, 2nd ed., Jones and Bartlett Publishers, 1997; Alkoysilanes and the consolidation of stone, George Wheeler, Getty Conservation Institute, 2005 [16] L. Masschelein-Kleiner, Ancient binding media, varnishes and adhesives, ICCROM, 1995; [17] M. Matteini and A. Moles, La chimica nel restauro: i materialli dell'''''''''''''''''''''''''''''''' arte pittorica, Nardini Editore, 5nd ed, 1996; [18] G. A. van der Doelen, Molecular studies of fresh and aged triterpenoid varnishes, Ph.D. thesis-Molart, 1999.
Analysis of Modern Paints (Research in Conservation), Thomas J. S. Learner, Getty Conservation Institute, 2005
Nota: artigos e textos vários em dossier para consulta no laboratório
Método de ensino
O programa de PC é transmitido e discutido ao longo de 14 aulas teóricas de 1h30, 2 aulas teórico-práticas de 2h e 12 sessões de laboratório de 4h, em que os alunos desenvolvem trabalhos seguindo um protocolo, previamente fornecido.
Nota: com estudantes ERASMUS ou outros, nas aulas práticas, o docente poderá utilizar as seguintes línguas de ensino: francês, inglês e italiano; a avaliação poderá também ser efectuada numa dessas línguas.Método de avaliação
NF=0,60xNT+0,40xNP. A nota final (NF) contém 60% da parte teórica (NT) e 40% da parte prática (NP)
A nota das aulas práticas é obtida da seguinte forma: i) relatórios resumidos ou dirigidos (entregues até 1 semana após o final da aula) 50%; ii) relatório completo sobre o estudo de fotodegradação de polímeros acrílicos 40%. Os relatórios, particularmente o completo, são discutidos oralmente.
A nota das aulas teóricas é obtida ou através da média de 2 testes (T1, T2) e de uma apresentação (AP1) ou por exame. T1 a 21 de Abril, engloba a primeira parte da matéria leccionada nas aulas teóricas, da responsabilidade da Prof. Ana Ramos; T2 a 9 Junho, a segunda parte da matéria leccionada nas aulas teóricas, da responsabilidade da Prof. MJ Melo. AP1 a 14 de Abril, consiste na apresentação e discussão dos trabalhos a desenvolver nas aulas práticas. Cada grupo apresenta 1 trabalho, que se terminará com discussões de grupo para todos os trabalhos. É necessária aprovação para ser admitido às aulas práticas.
A nota mínima, para obter aprovação, em todas as provas é de 9,5 valores. A média das componentes da parte teórica calcula-se através de 0,2xAP1+0,4xT1+0,4xT2.