КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Кремнийорганические материалы включают разные по химическому составу и молекулярной массе полимеры, олигомеры (смолы) и низкомолекулярные соединения (кремнийорганические жидкости).
Общими для этих соединений свойствами является их свето-, влаго- и атмосферостойкость, пропитывающая способность, паропроницаемость. В зависимоси от химического строения основной цепи эти соединения делятся на три
R R R R
группы: полиорганосилоксаны - Si - O-, силазаны - Si - NH - и силаны - Si - Si -, где
R R R R
R - CH3, C2H5, C6H5.
В промышленности эти соединения используют в качестве:
1/ гидрофобизирующих жидкостей,
2/ клеев, лаков,
3/связующих для пластмасс.
В реставрационной практике кремнийорганические олигомеры применяются более 30 лет:
1/ для гидрофобизации авторского материала для придания ему водоотталкивающих свойств,
2/ в качестве укрепляющих материалов для реставрации объектов из пористых материалов:
- скульптура или архитектурные детали из камня, мрамора, кирпича, известняка и песчаника,
- штукатурное основание живописи,
- наружные росписи,
- музейные экспонаты из дерева, камня, керамики.
Свойства кремнийорганических материалов.
· гидрофобизирующие свойства;
· высокая атмосферостойкость - стойкость к действию влаги и перепаду температур.
Примечание: эти соединения подвергаются кислотному и щелочному гидролизу, поэтому объекты, находящиеся на открытом воздухе в зоне промышленных городов с повышенным содержанием оксидов азота и серы, требуют повторного укрепления кремнийорганическими материалами через каждые 15-20 лет;
· более низкое, чем у акрилатов, грязеудержание;
· низкая вязкость и поверхностное натяжение, обуславливающие высокую проникающую способность, что позволяет проводить структурное укрепление руинированных пористых объектов на глубину до 50 мм растворами высокой концентрации или 100% жидкостями;
|
|
· сохранение паропроницаемости укрепляемых объектов (необходимо при реставрации стенописей, дерева и скульптуры из камня);
· высокая биостойкость - гидрофобные свойства, которые кремнийорганические продукты придают объектам, предупреждают рост микрогрибов и микроводорослей.
Основной недостаток: полная необратимость. Это связано с тем, что укрепляющий эффект достигается в результате реакции поликонденсации олигомеров с образованием трехмерных структур, нерастворимых ни в одном растворителе.
В большинстве случаев имеет место химическое взаимодействие с авторским материалом, что, с точки зрения теории реставрации, является абсолютно недопустимым.
В отечественной и зарубежной практике эти материалы наряду с акрилатами являются широко используются в реставрационных целях.
Среди материалов промышленного изготовления наиболее часто употребляются - метилтриэтоксисиланы (МТЭОС), этилсиликаты (КУС, ЭТС-40), полиметил- и полиметилфенилсилоксановые жидкости (ГКЖ-8, 8М), кремнийорганические лаки КО-979 и др., силазановые олигомеры МСН-7, силазановые смолы марок 174-74 (К-15/3) и 141-50К.
Для защиты поверхности кирпичной и белокаменной кладки от воздействия влаги и биопоражения в реставрационной практике применяются гидрофобизирующие кремнийорганические жидкости (ГКЖ) типа ГКЖ-94, ГКЖ-136-41 (ГОСТ10834-76) в виде 3 – 5% растворов в органических растворителях. Они способны глубоко проникать вглубь материала и надолго сохранять водогрязеотталкивающий эффект (~5 лет), что препятствует жизнедеятельности биоороганизмов на поверхности кладки.
|
|
Общая практика применения различных укрепляющих составов для камня памятников архитектуры показала, что наиболее перспективным является применение кремнийорганических соединений типа оксисиланов. Это мономерные жидкости, хорошо смачивающие камень и впитывающиеся в него, которые под влиянием воды (присутствующей в порах камня, вводимой консервирующим раствором или влаги воздуха) гидролизуются с образованием трехмерного геля кремниевой кислоты, который выстилает изнутри поры камня и тем самым упрочняет его. Это процесс эффективно регулируется катализаторами.
За рубежом применяются аналогичные материалы,выпускающиеся фирмами Wacker (Германия), Rhon Paulence (Франция), Bayer (Германия), General Electric(США), Dow Corning(США)
Области применения:
· структурное укрепление основы настенной живописи - штукатурки, кирпичной кладки, кладочного раствора (смола 174-74 в виде раствора в уайт-спирите или бензине 5% концентрации);
· структурное укрепление резного белокаменного декора, архитектурных деталей из кирпича, известняка, песчаника (КУС, МСН-7 или растворы смолы 174-74);
· структурное укрепление скульптуры из камня (МСН-7, силазановые смолы фирмы Wacker);
· реставрация изразцов, керамики, майолики, стекла, эмалей, витражей - для структурного укрепления, а также в качестве покровных лаков и связующего для доделочных масс (КО-979);
|
|
· гидрофобизация и структурное укрепление деструктированного красочного
слоя наружных росписей (смола К-42 и 174-74, 136/41, «Разакор»));
· гидрофобизация предметов прикладного искусства из дерева и холстов
станковой масляной живописи (смола К-42 и продукт 141-50К).
ЭПОКСИДНЫЕ СМОЛЫ
К эпоксидным смолам относятся олигомеры или полимеры, содержащие эпокси-группы в цепи О или концевые О.
> С С < -СН2 - СН - СН2 -
Эпоксидные смолы – представляют жидкие или твердые вещества с м.м. 300-350.
Вреставрации применяются эпоксидные клеи, как правило, двухкомпонентные системы,состоящие из смолы и отвердителя: в качестве отвердителей чаще всего используют полиэтиленполиамин (ПЭПА), реже - многоосновные кислоты и их ангидриды, фенолформальдегидные смолы и др.
Эпоксидные клеи характеризуются следующими свойствами:
· очень высокой адгезией практически к любым подложкам (металлам, стеклу, бетону и др., прочность на сдвиг составляет более 45 МПа);
· высокой химической стойкостью, влагостойкостью, атмосферостойкостью;
· очень высокой прочностью клеевого шва;
· при отверждении дает незначительные усадки.
К отрицательным свойствам следует отнести абсолютную необратимость после отверждения и потемнение клеевого шва в процессе старения.
Поэтому эти соединения непригодны для склеивания фрагментов экспонатов из мрамора, белого камня, фарфора и др. предметов из светлоокрашенных материалов.
В случае склейки эпоксидным клеем руинированных предметов, высокая прочность клеевого шва может быть причиной его разрушения по авторскому материалу.
Эпоксидные клеи нашли ограниченное применение при реставрации стекла, витражей, эмалей, в отдельных случаях возможно их применение для склейки фрагментов каменной скульптуры из окрашенного материала.
Можно избежать окрашивания клеевых швов, если использовать оптические эпоксидные клеи, разработанные в промышленности специально для склеивания
деталей оптических приборов.
Это оптические клеи марок ОК-72 фт15, ОК -72 фт 5.
Клеи применятся сразу же после смешения.
Время отверждения и жизнеспособность клея после введения отвердителя определяется типом последнего, например, в случае ПЭПА жизнеспособность смеси составляет 1 - 2 часа, а время полного отверждения при комнатной температуре составляет 4 - 12 часов.