Ricerche su metodologie per il consolidamento di materiale cartaceo

Parte sperimentale. Fotopolimerizzazione cationica. La possibilità di avere un consolidamento della carta mediante deposizione di un polimero su di essa è stato ampiamente discusso nella parte introduttiva. Dal lavoro di Wilson e Jenkis, i quali hanno sintetizzato fotochimicamente dei polieteri su carta, si è focalizzato il nostro lavoro basandolo sull'analisi del meccanismo di azione del foto iniziatore 4,4' dimetil difenil esafluoro fosfato di iodonio (DMDPI), sulla sintesi di polieteri in massa, sulla carta e sulla caratterizzazione di tali polimeri ottenuti tramite analisi di cromatografia a permeazione di gel, GPC. Infine, si è misurata la reale capacità consolidante di tali polimeri depositati sulla carta tramite misure di resistenza all'attacco acido della carta trattata. La sintesi dei polieteri si è eseguita fotochimicamente irradiando la carta imbibita di una soluzione di monomero e iniziatore, DMDPI, e preparando i polimeri in massa irradiando pochi ml di soluzione. Sintesi del 4,4'dimetil difenil esafluoro fosfato di iodonio (DMDPI). L'iniziatore utilizzato è il 4,4'dimetil difenil esafluoro fosfato di iodonio (DMDPI). In un pallone a tre colli, equipaggiato con imbuto da carico, refrigerante e termometro, sono stati solubilizati 10 gr di iodato di potassio in 90 ml di anidride acetica, quindi la soluzione è stata raffreddata ponendola in un bagno di ghiaccio a circa 0°c. Alla soluzione, mantenuta sotto costante agitazione, sono stati aggiunti 15 ml di toluene. Tramite l'imbuto da carico si è aggiunta una soluzione costituita da 10 ml di acido solforico concentrato in 10 ml di anidride acetica; l'aggiuta deve essere fatta lentamente per evitare che la temperatura ecceda i 5°c. Terminata l'aggiunta, mantenendo sotto costante agitazione la soluzione, si lascia reagire per 50 ore a temperatura ambiente, mantenendo la soluzione sotto costante agitazione. Successivamente, trascorse le 50 ore, si è raffreddata la soluzione a 5°c in un bagno di ghiaccio e si sono aggiunti 10 ml di acqua e, quindi, 10 ml di etere dietilico, badando che la temperatura non superasse i 10°c. Terminata l'aggiunta, è stata eseguita una filtrazione per eliminare il precipitato bianco che si è formato, quindi la fase acquosa è stata sottoposta a estrazione con etere dietilico, fino alla scomparsa della colorazione della fase eterea. Alla soluzione ottenuta si sono aggiunti 7 gr di cloruro di ammonio, per far precipitare il cloruro del sale di diaril iodonio, ottenendo un precipitato bianco. Il precipitato viene recuperato per filtrazione e, quindi, lavato con acqua fredda; viene essiccato in stufa e pesato; si è ottenuta una resa del 65%. Il precipitato è stato solubilizzato in acqua calda; quindi, alla soluzione ottenuta si è aggiunta una seconda soluzione acquosa di esafluoro fosfato di ammonio. In tal modo si ha la precipitazione del DMDPI, il quale, separato dalle acque madri per filtrazione, deve essere purificato prima di essere utilizzato come fotoiniziatore. Il DMDPI, ottenuto con una resa dell'60%, è stato purificato mediante cristallizzazione da una soluzione di acqua etanolo 75/25 vol/vol ed è stato caratterizzato tramite misura del punto di fusione (168-170°c) e mediante spettrometria UV. Lo spettro UV dell'iniziatore è stato effettuato con uno spettrometro Perkin Elmer Lambda 2, usando etanolo come solvente; il massimo di assorbimento del DMDPI è a 232 nm con un coefficiente di estinzione molare di 21600. Monomeri. I monomeri utilizzati. Il 2 cloro etil vinil etere (2CEVE), etil vinil etere (EVE), n-butil vinil etere (BVE), epicloridrina (EPI), cicloesene ossido (CO), stirene ossido (STO), diallil ammina (DAA) sono stati essiccati con cloruro di calcio e, quindi, sottoposti a distillazione prima di essere utilizzati. L'etil acrilato (EA), è stato sottoposto a lavaggio alcalino con una soluzione di idrossido di sodio e, quindi, sottoposto a distillazione. Il tetraidro furano (THF) è stato essiccato con anidride fosforica e, quindi, sottoposto a distillazione. I monomeri sono tutti prodotti aldrich. Tecnica di irraggiamento UV. Le esposizioni alle radiazioni ultraviolette sono state effettuate con vetreria in pyrex e con vetreria di quarzo, in un reattore Rayonet RPR-100, equipaggiato di volta in volta con otto lampade da 350 nm oppure con otto lampade da 300 nm. Polimerizzazione di monomeri singoli in massa. Quantità pesate di soluzione di monomero, contenente l'iniziatore, DMDPI, in concentrazione di 2.2 EXP-2 M, sono state poste in provette di vetro pyrex tappate. Le provette sono state sottoposte a irraggiamento, in apparecchio Rayonet equipaggiato con otto lampade da 350 mn, per tempi diversi in modo da ottenere delle rese accettabili di polimerizzazione. I gel ottenuti sono stati solubilizzati in cloroformio e, quindi, il polimero è stato precipitato in etanolo. I polimeri sono stati centrifugati.