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Introducción La gran diversidad de polímeros sintéticos existentes en la actualidad, junto con la variedad de técnicas de procesado y las posibles sustancias que modifican sus propiedades, han aumentado enormemente las prestaciones proporcionadas por este tipo de productos.Todas estas circunstancias son responsables de que en las últimas décadas se haya intensificado su uso en tratamientos de restauración (Horie, 1994). Por la misma razón, actualmente existen en el mercado una amplia variedad de materiales que presentan gran interés dentro del campo de la conservación de obras de arte. Respecto a estos últimos usos, es muy habitual su empleo en procesos de embalaje, exposición y almacenaje, como sistemas de sujeción, aislamiento o protección (Hatchfield, 2002: 159 – 164, Rotaeche, 2007: 114 – 121). Sin embargo, en general, estos materiales no han sido desarrollados para su empleo específico en este ámbito, sino que tienen otros usos industriales. Por otro lado, la mayor parte reciben unas denominaciones comerciales de las que difícilmente se puede deducir su composición, a lo que hay que añadir que el fabricante no suele dar toda la información al respecto. Lógicamente, sus propiedades y comportamiento a largo plazo estarán relacionadas con la estructura y composición química del polímero y, además, con la naturaleza de los aditivos, cargas y sustancias de refuerzo empleadas en su procesado.A este respecto, en numerosas ocasiones se ha demostrado que pueden experimentar importantes modificaciones de tipo químico y/o físico que afectan a sus características iniciales y perdurabilidad a largo plazo (Sashoua, 2008; Van Oosten et al., 2001; Allen et al.,1 991). 09 Materiales sintéticos utilizados en la manipulación, exposición y almacena-miento de obras de arte y bienes culturales. Caracterización por espectroscopia FTIR–ATR Margarita San Andrés Ruth Chércoles Marisa Gómez y José Manuel de la Roja Las distintas técnicas de procesado de polímeros dan lugar a diferentes productos que son utilizados para la manipulación, exposición y almacenamiento de obras de arte y bienes culturales. La composición química del polímero de partida, junto con la naturaleza de las sustancias añadidas (aditivos, materiales de refuerzo y cargas) son responsables de las propiedades físicas y químicas de estos productos y su comportamiento a largo plazo. Actualmente, los materiales utilizados en la conservación del patrimonio no han sido desarrollados, por lo general, para su empleo específico en este ámbito, sino que tienen otros usos industriales. Por otro lado, la mayor parte reciben unas denominaciones comerciales de las que difícilmente se puede deducir su composición, a lo que hay que añadir que el fabricante no suele dar toda la información al respecto. En este trabajo se describen las características generales de estos materiales y se exponen los primeros resultados referentes a la identificación, mediante FTIR-ATR, de los componentes de algunos de los productos comercializados en diferentes acabados: espumados, laminados y fibrosos.

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IntroducciónLa gran diversidad de polímeros sintéticos existentes en la actualidad, junto con la variedad de técnicas deprocesado y las posibles sustancias que modifican suspropiedades, han aumentado enormemente lasprestaciones proporcionadas por este tipo deproductos.Todas estas circunstancias son responsablesde que en las últimas décadas se haya intensificado suuso en tratamientos de restauración (Horie, 1994). Porla misma razón, actualmente existen en el mercado unaamplia variedad de materiales que presentan graninterés dentro del campo de la conservación de obrasde arte. Respecto a estos últimos usos, es muy habitualsu empleo en procesos de embalaje, exposición yalmacenaje, como sistemas de sujeción, aislamiento o protección (Hatchfield, 2002: 159 – 164, Rotaeche,2007: 114 – 121).

Sin embargo, en general, estos materiales no han sidodesarrollados para su empleo específico en este ámbito,sino que tienen otros usos industriales. Por otro lado, lamayor parte reciben unas denominaciones comercialesde las que difícilmente se puede deducir su composición,a lo que hay que añadir que el fabricante no suele dartoda la información al respecto. Lógicamente, suspropiedades y comportamiento a largo plazo estaránrelacionadas con la estructura y composición química delpolímero y, además, con la naturaleza de los aditivos,cargas y sustancias de refuerzo empleadas en suprocesado.A este respecto, en numerosas ocasiones seha demostrado que pueden experimentar importantesmodificaciones de tipo químico y/o físico que afectan asus características iniciales y perdurabilidad a largo plazo(Sashoua, 2008; Van Oosten et al., 2001;Allen et al.,1 991).

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Materiales sintéticos utilizados en la manipulación, exposición yalmacena-miento de obras de arte y bienes culturales. Caracterizaciónpor espectroscopia FTIR–ATR Margarita San Andrés

Ruth Chércoles

Marisa Gómez y José Manuel de la Roja

Las distintas técnicas de procesado de polímeros dan lugar a diferentes productos que son utilizados para la manipulación, exposición y almacenamiento de obras de arte y bienes culturales. La composiciónquímica del polímero de partida, junto con la naturaleza de las sustancias añadidas (aditivos, materiales de refuerzo y cargas) son responsables de las propiedades físicas y químicas de estos productos y sucomportamiento a largo plazo.Actualmente, los materiales utilizados en la conservación del patrimonio nohan sido desarrollados, por lo general, para su empleo específico en este ámbito, sino que tienen otros usosindustriales. Por otro lado, la mayor parte reciben unas denominaciones comerciales de las que difícilmentese puede deducir su composición, a lo que hay que añadir que el fabricante no suele dar toda la información al respecto. En este trabajo se describen las características generales de estos materiales y se exponen los primeros resultados referentes a la identificación, mediante FTIR-ATR, de los componentesde algunos de los productos comercializados en diferentes acabados: espumados, laminados y fibrosos.

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Conscientes de esta situación y de la importancia queen el ámbito de la conservación y restauración tiene elconocimiento de los materiales que se utilizan,recientemente se ha iniciado un Convenio deInvestigación entre el Laboratorio de Química delDepartamento de Pintura (Pintura y Restauración) dela Facultad de Bellas Artes de la UniversidadComplutense de Madrid (UCM) y la Unidad de Análisisde Materiales del Departamento Científico deConservación del Instituto del Patrimonio Cultural deEspaña (IPCE). Esta investigación tiene como principalobjetivo estudiar las propiedades de los materiales deorigen sintético, utilizados en tratamientos deconservación y restauración, y su comportamiento alargo plazo. En una primera etapa se han revisado lasdistintas técnicas de procesado de algunos de losmateriales utilizados dentro del contexto de laconservación preventiva de obras de arte(manipulación, embalaje, exposición) y, paralelamente,se ha realizado la caracterización analítica de loscomponentes de ciertos productos comercializados endiferentes acabados (espumados, laminados y fibrosos).

En los siguientes apartados se explican los criterios declasificación de los polímeros sintéticos, sus diferentestécnicas de procesado y los distintos tipos demateriales que proporcionan. Se continúa con ladescripción de los productos comerciales, que han sidoobjeto de estudio en este trabajo, y que se utilizan enalmacenamiento, exposición y transporte de obras dearte y bienes culturales. Para finalizar se exponen losresultados correspondientes a su caracterizaciónanalítica mediante espectroscopia FTIR- ATR.

Polímeros sintéticos.Clasificación Se pueden seguir diferentes criterios de clasificación delos polímeros sintéticos: tipo de reacción depolimerización, naturaleza química del monómero omonómeros a partir de los que se ha obtenido elpolímero y características tecnológicas del polímero.Atendiendo a la reacción de polimerización,

tradicionalmente, se han establecido dos grandesgrupos: polímeros de adición (poliadición) y polímerosde condensación (policondensación). Esta clasificación fueestablecida por Wallace Carothers en la década de1930, a partir de los procesos que desarrolló en laempresa DuPont y que le permitieron sintetizar unagran variedad de polímeros. Sin embargo, en laactualidad es más apropiado clasificar estas reaccionesen función de su cinética y la forma en que tiene lugarel crecimiento o formación del polímero. En este casose habla de polímeros que se obtienen mediante unproceso de polimerización por crecimiento en cadena(polimerización en cadena) y polimerización porcrecimiento en etapas (polimerización en etapas)(Areizaga et al., 2002: 30 – 50).

Según la naturaleza química del monómero, a partir delque se ha formado la unidad estructural que se repitesucesivamente a lo largo de la cadena del polímero, obien, del grupo funcional característico que aparece enesta unidad estructural, se pueden establecer diferentesgrupos: poliolefinas, polivinílicos, poliamidas, poliésteres,poliacrílicos, policarbonatos, poliuretanos, etc.A su vez,dentro de cada uno de estos grupos existen distintospolímeros.

Como se muestra en la Tabla 1, la unidad estructuralderivada del monómero responde a una determinadacomposición química que, además de ser responsable delas propiedades físicas y químicas del polímero, sirve dereferencia para su caracterización analítica.Asimismo, esimportante señalar que, comercialmente, cada uno deellos se representa con un acrónimo que tiene relacióncon su composición y que deriva de su denominación eninglés; por ejemplo: PVC [poly(vinyl chloride)], PS[poly(styrene)].

Además de los criterios indicados, resulta imprescindibleconsiderar la clasificación tecnológica de los polímeros,que se establece en función de ciertas propiedades físicas(Seymour y Carraher, 1998: 47-48; Rubio y Moragues,1990: 62-63). Según este criterio, existen tres grandescategorías: plásticos, elastómeros y fibras. Los plásticos, asu vez, se dividen en dos grupos: termoplásticos ytermoestables.

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Los polímeros termoplásticos reciben esta denominación porser sensibles a la acción del calor y de los disolventes, portanto se pueden fundir y disolver.Todo ello sin que seproduzcan modificaciones en su composición químicaoriginal. Este comportamiento es debido a que estánconstituidos por cadenas de estructura lineal o ramificada,que permanecen unidas mediante fuerzas de enlace

intermoleculares (fig.1a). Por el contrario, los polímerostermoestables no funden al elevar la temperatura sino que sequeman y tampoco son solubles. En este caso, las cadenasde polímeros tienen una estructura tridimensional y suunión se establece mediante enlaces covalentes (fig.1b).Los elastómeros son materiales que presentan uncomportamiento elástico permanente; es decir, se

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Tabla 1. Algunos polímeros sintéticos de interés en la Conservación del Patrimonio

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deforman cuando son sometidos a una tensión pero, unavez que ésta deja de actuar, recuperan su forma ydimensiones originales. Este comportamiento estárelacionado con su estructura, están constituidos porcadenas lineales que presentan algunos puntos de unióncovalente. Esta característica permite un ciertodeslizamiento relativo entre las cadenas, pero, al mismotiempo, las uniones covalentes impiden que éste seacompleto y permanente (fig. 1c).

Por último, ciertos polímeros pueden ser utilizados enforma de fibras. Para que tengan esta utilidad deben poseeruna gran resistencia a la tracción y un elevado módulo deelasticidad1, es decir, al aplicar grandes tensiones lasdeformaciones producidas son pequeñas. Estas propiedadeslas presentan polímeros de estructura lineal y elevadogrado de cristalinidad, todo ello unido a la existencia deelevadas fuerzas de enlace intermoleculares.Además de loanterior, su Tg (temperatura de transición vítrea)2 debeestar comprendida dentro de un cierto intervalo devalores3. Por ejemplo, las poliamidas y cierto tipo depoliésteres reúnen este conjunto de características, por loque son utilizados para la obtención de fibras.

Aunque, evidentemente, la naturaleza química de la unidadestructural del polímero tiene una importante relación con

las propiedades del producto final, ésta no va a ser la únicacausa responsable. En realidad, las características de estetipo de materiales son el resultado de un conjunto defactores, entre los que destacan, además de su composiciónquímica, la distribución de tamaños moleculares, el grado decristalinidad y la naturaleza y proporción de ciertassustancias añadidas en el procesado del polímero. Hay queseñalar que el procesado está directamente relacionadocon la utilización práctica de los distintos polímerossintéticos, de manera que un mismo polímero puede tenerdistintas aplicaciones, en función de éste.

Técnicas de procesadoo transformado depolímerosA nivel industrial, el proceso de polimerización se puedellevar a cabo en masa, en suspensión, en disolución o endispersión. El producto así obtenido puede serdirectamente utilizado, pero lo más habitual es que seaposteriormente procesado o transformado con el fin de tenerutilidad práctica. En el caso de los polímerostermoplásticos, se parte del polímero previamenteobtenido en forma de perlas, gránulos, o granza (fig.2); sin

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Fig. 1. Estructura de distintos tipos de polímeros

1 El módulo de elasticidad (E) se define como la relación entrela tensión aplicada (σ) y la deformación provocada (ε);matemáticamente esta definición se expresa como: E=

2 La temperatura de transición vítrea (Tg) se define como latemperatura a la que un polímero deja de tener un

comportamiento vítreo y pasa a tener un comportamientoelástico.

3 Si la fibra va a ser sometida a planchado, su Tg debe ser superior a200ºC; por otra parte, su hilado a partir del material fundido sefacilita cuando la Tg es inferior a 300ºC.

εσ

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embargo, cuando se trata de polímeros termoestables, esteproceso se lleva a cabo a partir de prepolímeros, es decir,compuestos parcialmente polimerizados. Existen distintastécnicas de procesado que, de manera general, se clasificanen las siguientes categorías: extrusión, inyección, soplado,termodelado y calandrado, algunas de ellas se representan enla (fig. 3). Estas técnicas de transformación permiten laobtención de piezas de determinadas formas.

Antes de aplicar cualquiera de estas técnicas, la mayorparte de los polímeros se mezclan con otras sustanciascon el fin de mejorar sus propiedades, ampliar susprestaciones o, simplemente, facilitar su procesado. Portanto, en estos casos, los productos obtenidos sonformulaciones complejas constituidas por el materialpolimérico íntimamente mezclado con diferentes tipos desustancias. Estas se pueden clasificar en tres grandesgrupos: aditivos, rellenos y cargas (Delcroix, 1985:11 – 40;Murphy, 2001:3;Areizaga et al., 2002: 351– 352;Lokensgard, 2009: 105 – 128).

Los datos recogidos en la Tabla 2 no pretenden serexhaustivos y son una primera aproximación a lanaturaleza y función de los posibles aditivos. En cualquiercaso, éstos se mezclan con el polímero (perlas, gránulos,granza) o el prepolímero antes de su transformación ydesempeñan diferentes funciones relacionadas con: a) elproceso de polimerización (reticulantes), b) el desarrollodel procesado (plastificantes, espumantes, lubricantes,desmoldeantes, disolventes) y c) las propiedades físicas yquímicas del producto final (estabilizantes, antioxidantes,pigmentos, absorbentes UV). Dentro de estos aditivos

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Fig. 2. Polímeros en forma de a) perlas; b) gránulos; c) granza

Fig. 3. Distintas técnicas de procesado de polímeros: a) inyección, b) calandrado; c) extrusión

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hay que destacar los plastificantes, cuya presencia, enciertos casos, es absolutamente imprescindible parafacilitar el procesado del polímero. Sin embargo, desde elpunto de vista del comportamiento del material a largoplazo, presentan el inconveniente de que pueden serfácilmente exudados, con la consiguiente pérdida deelasticidad y contaminación de los objetos con los que seencuentran en contacto (García y San Andrés, 2006;García et al., 2008).

Hay un tipo especial de aditivo, los espumantes, cuyapresencia va asociada a la obtención de los plásticosconocidos como celulares, espumados o expandidos. Estadenominación tiene su origen en que presentannumerosas cavidades (células), cuya distribución y tamañotiene una cierta uniformidad. Estas células pueden serabiertas (multicelulares), es decir están interconectadas, obien cerradas o aisladas (unicelulares). (Fig. 4). Supresencia aporta unas características muy peculiares,entre las que hay que destacar una inferior densidad y unmayor carácter aislante del que corresponde al mismoplástico sin células (Titow, 1998: 25).

Algunos materiales espumados de interés son depoliuretano (PU), polietileno (PE), poliestireno (PS) ypolicloruro de vinilo (PVC). En el caso del PU el procesode espumado está asociado a las condiciones en que sedesarrolla la reacción de polimerización responsable de la

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Fig. 4. Materiales espumados o expandidos. Tipos de células

ADITIVO EFECTOS NATURALEZA POLÍMERO

PLASTIFICANTES Aumenta elasticidad y disminuye fragilidad Ftalatos, fosfatos, adipatos, estearatos, glicoles PVC , acetato y nitrato de celulosa

ESTABILIZANTES Disminuye envejecimiento por calor y rayos UV Estearatos, sales de plomo y bario, calio y estaño Polivinílicos

ANTIOXIDANTES Evita la oxidación (UV,O2,O3, etc.) Aminas aromáticas, derivados fenólicos PE, PP, PS y cauchos

PIGMENTOS Mejora el aspecto Pigmentos minerales, óxidos metálicos, pigmentos TodosY COLORANTES orgánicos diazoicos, negro carbón, ftalocianina

RETICULANTES Reaccionan químicamente con el prepolímero Anhidridos ftálicos, poliamidas alifáticas, PU, poliésteres,y proporcionan una estructura tridimensional sales de circonio, derivados del estaño epoxídicas, siliconas

ESPUMANTES Aportan una estructura celular Azodicarbonamidas, pentano, bicarbonato de sodio, Espumas de PE, PS, PVC y PUdiclorofluorometano

ANTI-UV Impiden y retardan la degradación fotoquímica Benzofenonas, benzotriazoles, salicilatos orgánicos PE, PP, PVC, PS, PU, poliésteres

ANTIESTÁTICOS Disipan la energía electrostática Alquilfenoles, alquilsulfonatos, PS, PVC, PE, PPsales de amonio cuaternario, aminas y amidas

FUNGICIDAS Mejoran la resistencia a los microorganismos Ácidos orgánicos, derivados halogenados del fenol, PVCderivados orgánicos del estaño

IGNIFUGANTES Retardan la combustión Derivados bromados, fosfatos halogenados, PS y PU, fenoplastos,trióxidos de antimonio poliésteres

LUBRICANTES Dejan las superficies lisas y brillantes Estearatos de butilo, ácidos palmítico y esteárico, oleaminas PS, PVC, PE, PP

DESMOLDEANTES Facilitan la separación del molde Ceras, parafinas, estearatos, aerosoles siliconados y fluorados Prácticamente todos

Tabla 2. Aditivos de los polímeros sintéticos

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formación del polímero4, mientras que en los otros esteefecto se logra posteriormente. Con esta finalidad, en elprocesado del polímero se añaden los correspondientesagentes espumantes. Estos agentes se pueden clasificar entres grandes grupos (Lokensgard, 2009: 273-276):– Químicos: se trata de sustancias que, en determinadas

condiciones de temperatura, se descomponengenerando gases (CO2 o N2), responsables delespumado.

– Físicos: disolventes orgánicos muy volátiles (pentano,hexano), que se introducen en las partículas delpolímero, mediante la aplicación de presiones elevadas.Cuando esta presión disminuye, el disolvente seevapora y el polímero se expande.

– Mecánicos: mediante agitación o burbujeo, se logra laincorporación de un gas (aire, N2) en el polímerofundido. Durante el enfriamiento de la pieza y antes desu extracción del molde, el gas se escapa de la matriz,con la consiguiente expansión del polímero yformación de celdas.

Los agentes de espumado químico pueden ser orgánicoso inorgánicos. En cualquier caso, se trata de sustanciasque a la temperatura de procesado del polímero sedescomponen generando una o varias sustanciasgaseosas. Los compuestos orgánicos suelen sercompuestos nitrogenados, tal es como la azodicarbo-namida que, cuando se descompone (190–230ºC), generaN2, CO y CO2 (Brydson, 1999: 151). Es muy utilizada enla producción de espumas de PVC y PE. Un ejemplo decompuesto inorgánico es el bicarbonato amónico quepor encima de 35ºC, se descompone dando CO2.

El uso de disolventes orgánicos (pentano, hexano) comoagentes de espumado físico está asociado, por ejemplo, ala obtención del poliestireno expandido (EPS) (fig.5). Eneste caso, el proceso de espumado se produce en varias

etapas. En una primera, las partículas de polímero con eldisolvente se calientan (90 - 120ºC) y, debido a sucarácter termoplástico, se reblandecen y expanden. Esteproceso, conocido como preexpansión, se lleva a cabo enpresencia de vapor de agua y su grado de desarrollo secontrola mediante la presión y la temperatura. Duranteel mismo, se mantiene una agitación continuada paraevitar la aglomeración de las perlas. Finalmente, elproceso de moldeo se lleva a cabo a partir de estasperlas pre-expandidas, mediante su calentamiento (100 -120ºC) en presencia de vapor de agua. En estascondiciones, se reblandecen y nuevamente se expanden,pero, en este caso, lo hacen en el interior de un molde,de manera que las partículas, al aumentar de volumen yestar sometidas a presión, se unen y, en su conjunto,adquieren la forma del molde. Este tipo deprocedimiento se aplica a otros polímeros (PP, PVC, PE).

Los materiales de refuerzo o relleno son sustancias queno se disuelven en el polímero y que mejoran suresistencia mecánica. Pueden ser fibrosos (fibra de vidrio,fibra de carbono, fibras metálicas), esféricos (otrospolímeros, vidrio) o laminados. Su presencia da lugar a laobtención de materiales compuestos y el productoobtenido se conoce como plástico reforzado (Seymour yCarraher, 1998: 441 – 456).

Los materiales compuestos laminados están constituidospor láminas unidas mediante materiales plásticos. Según suconformación, estas láminas pueden ser planas, espumadaso corrugadas y, según su naturaleza, puede tratarse de unmaterial plástico, papel, madera o metal (fig.6). Las técnicasde procesado actuales permiten la obtención de materialeslaminados compuestos de varias capas, cuyo uso resulta deinterés en conservación; tal es el caso del productocomercializado como Marvealseal® que, según los datospublicados (Burke, 1992), está constituido por capassuperpuestas de materiales plásticos que envuelven unalámina metálica de aluminio (fig.7).

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4 Las espumas de PU se forman por la acción del CO2 que segeneraen el propio proceso de polimerización, al reaccionar unpolialcohol y un poliisocianato en presencia de humedad. Paraproducir este agente espumante, el poliisocianato se añade enexceso, de manera que parte de este componente reacciona conel agua y forma un ácido carbámico que, al ser inestable,

se descompone formando una amina y CO2. La estructura delpolímero así formado es entrecruzada y su grado de entrecruza-miento va a determinar que el producto final sea una espumaflexible (célula abierta) o rígida (célula cerrada) (Seymour yCarraher, 1998: 265).

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Por último, los materiales de carga son sustancias denaturaleza orgánica o inorgánica que se añaden paraaumentar el volumen del producto y, por tanto, abaratarla producción y modificar sus propiedades (resistenciaquímica, conductividad, resistencia mecánica, densidad,color, etc.).Algunos ejemplos son: sales inorgánicas,serrín, caolín, mica y talco.

Materiales analizados.Metodología experimentalLos materiales estudiados se pueden clasificar segúndiferentes criterios.Atendiendo a su funcionalidad, losmateriales investigados se incluyen en las siguientescategorías: películas de protección, plásticos de barrera,adhesivos (sensibles a la presión y termofundibles),soportes, espumas, tejidos y tejidos “no tejidos”, todosellos elaborados a partir de polímeros de origen sintético.En la Tabla 3 se resume la información relacionada con sucomposición, procesado y aplicaciones prácticas. Se haincluido la proporcionada por la casa comercial o elfabricante y la obtenida a partir de la consulta deliteratura especializada (Rotaeche, 2007: 112 – 121,Hatchfield, 2002: 159 – 164; CAMEO Online, 2000).

La técnica analítica utilizada ha sido la espectroscopiainfrarroja por transformada de Fourier (FTIR) que, como essabido, resulta muy apropiada para identificar polímerossintéticos (Braun, 1999) y que ha dado buenos resultadosen el campo de la conservación y restauración de obras dearte (Derrick et al., 1999;Van Oosten, 1999: 72–74;Doménech-Carbó et al., 2001; Stuart, 2007: 110–136). Estatécnica se fundamenta en que la energía radiante asociada ala radiación IR es capaz de provocar vibraciones de losenlaces moleculares.5 Dependiendo de los átomosimplicados en estas uniones y del tipo de unión (simple,

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Fig. 6. Materiales compuestos laminados. Algunos ejemplos de estructuras

Fig. 7.- a) esquema del Marvelseal® (Burke 1992); b) imagen de un plano transversal del Marvelseal®

obtenida con microscopio estereoscópico

Fig. 5. Poliestireno: a) gránulos; b) pre-expandido; c) poliestireno expandido (EPS); d) corte transversal deuna perla pre-expandida (detalle de las células cerradas)

5 Los modos de vibración se dividen en dos grandes grupos:vibraciones de tensión (ν), que afectan a la longitud de enlace, yvibraciones de deformación o flexión (δ), que afectan al ángulo deenlace. En ambos casos pueden ser simétricas (s) o asimétricas (as).Además, las vibraciones de deformación pueden ser en el plano (detijera o de balanceo) y fuera del plano (de torsión o de aleteo).

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doble, triple), la absorción de la radiación se producirá adeterminados valores de frecuencia o número de onda. Portanto las bandas de absorción que aparecen en un espectroFTIR serán características de determinados gruposfuncionales y su estudio permite identificar la especiequímica que se trata (Hesse et al., 1995: 29-65).

Normalmente, la espectroscopia FTIR se suele llevar a caboen bancada y, en este caso, la radiación IR pasa a través dela muestra (fig.8a). Para que esto sea posible, la muestradebe permitir el paso de la radiación y, cuando estacondición no se cumple, tiene que ser convenientementepreparada; en estos casos se preparan pastillas de 13 mm

de KBr que contienen aproximadamente un 1-2% de lasustancia objeto de análisis. Sin embargo, cuando se trata demateriales plásticos, este procedimiento presenta ciertasdificultades y resulta más apropiado trabajar con reflexióntotal atenuada (ATR).

La espectroscopia FTIR-ATR ha demostrado ser unatécnica apropiada para identificar este tipo de materiales,dentro del contexto de la conservación del patrimonio(París et al., 2005; Shashoua, 2008: 255-270; García et al.,2009; Chércoles et al., 2009). En este caso la radiación IRincide sobre la muestra a través de un cristal de alto poderde reflexión (diamante, ZnSe, Ge) y experimenta múltiples

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NOMBRE TIPO PROCESADO USOS FABRICANTE /COMERCIAL DE POLÍMERO DISTRIBUIDOR

Cell-Aire® Poliolefina Lámina espumada Embalaje, aislante de humedad y vibraciones Sealed Air

Ethafoam® Poliolefina Plancha espumada Elaboración de soportes. Embalaje, aislante Sealed Airde humedad y vibraciones

Plastazote® Poliolefina Plancha espumada Elaboración de soportes. Embalaje, aislante Zotefoamsde humedad y vibraciones

Varillas de polietileno Poliolefina Varilla espumada Soporte, relleno de protección Productos de y montaje de exposiciones Conservación (España)

Lampraseal® Material compuesto Lámina multicapa Embalaje de obras de arte Productos de Conservación (España)

Marvelseal® Material compuesto. Lámina multicapa Barrera de protección. James Dawson Sellado por calor Interior de cajas de embalaje, vitrinas Enterprises

Tyvek® tape Adhesivo sensible Cinta adhesiva Enmarcado de obra gráfica, restauración DuPonta la presión. de documento gráfico Material compuesto

BEVA® Film 371 Adhesivo sellado por Lámina multicapa Entelado, sentado de color, Gustav Bergercalor. Mezcla de (soporte y adhesivo) unión de parches y bordespolímeros

Melinex® Poliéster Film Encapsulado de documentos DuPont

*Polyfelt Poliéster Tejido “no tejido” Embalaje, protección, absorbente Productos de en procesos de prensado Conservación (España)

Reemay® Poliéster Tejido “no tejido” Soporte de documentos en procesos Fiberweb(laminado) de restauración y almacenamiento

Lexan® Policarbonato Plancha Soporte SABIC Innovative (núcleo corrugado) Plastics

Coroplast® Poliolefina Plancha Soporte, realización de cajas Coroplast(núcleo corrugado)

Polionda® Poliolefina Plancha Soporte, realización de cajas Polionda(núcleo corrugado)

Nylon Poliamida Tejido Encapsulado y protección de textiles Productos de Conservación (España)

* El Polyfelt analizado (poliéster) es el suministrado por Productos de Conservación (España). En el mercado existe otro material (polipropileno) comercializado con el mismo nombre y fabricado por Ten Cate.

Tabla 3. Relación de materiales analizados

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reflexiones. Para que esto ocurra, la muestra debeadaptarse perfectamente a la superficie de la ventana; esteefecto se logra mediante la presión ejercida por la punta deun dispositivo especialmente diseñado y que se sitúa sobrela muestra (fig.8b).Al igual que en bancada, cuando laradiación incide sobre la muestra, ciertas frecuencias seránabsorbidas en función de su composición química(Sócrates, 2001).

La espectroscopia FTIR-ATR presenta ciertaspeculiaridades, entre las que destaca la ventaja de no sernecesaria la preparación previa de la muestra; por tanto,resulta muy útil en el caso de fibras, láminas, films ymateriales plásticos en general. Además, es importantetener en cuenta que el análisis es superficial, es decir, elespectro obtenido corresponde a los componentes quehay en la superficie de la muestra. Esta particularidad debeser considerada en el caso de materiales compuestoslaminados, que estén constituidos por la superposición dediferentes materiales.

El equipo utilizado en esta investigación ha sido unespectrómetro Termo Nicolet 380, con detectorDTGS/KBr, que opera dentro del intervalo 4000-400 cm-1 ycon una resolución de 4 cm-1. Las condiciones de registrode los espectros fueron de 64 barridos. Mediante el uso dela técnica de reflexión total atenuada (ATR) ha sido posible

llevar a cabo un análisis en superficie de los materialesinvestigados.

En todos los casos, la caracterización analítica de losmateriales investigados se ha llevado a cabo a partir de laasignación de las correspondientes bandas adeterminados grupos químicos. Posteriormente se hanrealizado búsquedas en librerías estándar de referencia.De esta manera, en todos los casos ha sido posibleidentificar los polímeros, aditivos y cargas.

Resultados y discusiónEn primer lugar, hay que destacar que esta técnica analíticapermite una clara diferenciación entre los principales gruposde polímeros que se utilizan en el campo de la conservacióny restauración: poliolefinas, poliésteres y poliamidas (Tabla4). Los espectros FTIR de las poliolefinas son muy simples yúnicamente presentan bandas de absorción dentro delintervalo de frecuencias características de las uniones C–H;mayoritariamente las que corresponden al grupo metileno(–CH2–) (νas 2965–2915cm-1; νs 2865–2840cm-1; δas en el plano

1470–1465cm-1 y δs en el plano 1460–1455cm-1). Cuando se tratade poliolefinas de estructura lineal y que, por tanto, poseenlargas cadenas hicrocarbonadas, también son muyimportantes las bandas de vibración de deformación debalanceo (o rocking), que aparecen dentro del intervalo 720–710 cm-1. Este es el caso del polietileno (PE).

Comparativamente, los poliésteres y las poliamidasproporcionan espectros mucho más complejos, puesto queademás de las bandas correspondientes a las unioneshidrocarbonadas indicadas en el párrafo anterior, poseen lasasociadas a los grupos funcionales que definen el tipo depolímero. Las bandas de vibración características del grupoéster [R(Ar)–COO–R] son las siguientes: vibración detensión del grupo carbonilo (C=O) (νC=O 1750–1705 cm-1);vibración de tensión asimétrica del grupo [C–C(O)–O], enla que están implicados el carbono del radical alquilo (R) oarilo (Ar) unido al C del grupo carbonilo (CO) y eloxígeno unido mediante enlace sencillo a este mismoátomo de carbono [νC–C(O)–O 1260–1250 cm-1] y, por último,las bandas de vibración de tensión asimétrica de la unión

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Fig. 8. Equipo espectroscopia FTIR: a) en modo bancada; b) en modo reflexión total atenuada (ATR)

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[–O–C–] (ν–O–C– 1130–1120 y 1100–1090 cm-1). En el casode las poliamidas, las bandas más significativas son las quecorresponden al grupo amida [R–C(O)NH–R], que sedesignan como Amida I (νC=O 1650–1640 cm-1),Amida II (δen el plano –NH y nC–N 1550–1540 cm-1)y Amida III (νC–N y δen el plano –NH 1280–1245 cm-1). Otrabanda muy característica es la debida a la vibración detensión del grupo NH (3300 y 3310 cm-1).

Por tanto, en principio, para establecer una diferenciaciónentre estos tres tipos de polímeros hay que identificar lasbandas indicadas. Como se puede observar en la figura 9,sus importantes diferencias quedan evidenciadas en susrespectivos espectros FTIR-ATR.Además, en el caso delpoliéster analizado, al tratarse de un poliéster aromático,la presencia del anillo aromático es responsable de laidentificación en el espectro de las frecuencias devibración correspondientes a las uniones C=C y C–H,asociadas al anillo aromático. Estas bandas son: ν C=C(1615, 1580 y 1505 cm-1), δen el plano C–Hanillo aromático

(1016 y 970 cm-1), δfuera del plano C–Hanillo aromático (870 cm-1)y δcabeceo C–Hanillo aromático (720 cm-1).

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NOMBRE COMERCIAL TIPO DE POLÍMERO SINTÉTICO PRINCIPALES BANDAS IR IDENTIFICADAS (CM-1)

Cellaire® νas y νs –CH2– (2915 y 2845)Plastazote® Polietileno de baja densidad (PELD) δas en el plano y δs en el plano C–H (1470 y1377)Ethafoam® δtorsión C–H (–CH2 –)n≥6 (717)

νas y νs –CH2– (2965 y 2913)νC=Oester (1713)νrespiración C=Canillo aromático (1615, 1580, 1505)

Melinex® δas en el plano y δs en el plano C–H (1470, 1410, 1372 y 1340)Mylar® Poliéster: polietilen tereftalato (PET) ν[C–C(O)–O] (1240)Polyfelt ν[–O–C–] (1120 y 1098)

δen el plano C–Hanillo aromático (1016 y 970)δfuera del plano C–Hanillo aromático (870)δcabeceo C–Hanillo aromático (720)

ν –NH (3293)Sobretono Amida II (3069)νas y νs –CH2– (2962 y 2910)Amida I [νC=O] (1635)

Nylon net® Poliamida Amida II [δen el plano –NH y νC–N] (1540)δas en el plano y δs en el plano C–H (1464, 1410 y1366)Amida III [νC–N y δen el plano –NH] (1252)δfuera del plano C–H (1195 y 1163)Amida V [δfuera del plano N–H] (725)Amida IV [δ(–C(O)–N–H)] (678)

Fig. 9. Espectros FTIR-ATR de distintos tipos de polímeros: a) Nylon net (Poliamida); b) Cellaire® (Poliolefina-polietileno de baja densidad);c) Reemay® (Poliéster- polietilen terftalato)

Tabla 4. Bandas de absorción FTIR – ATR de diferentes tipos de polímeros sintéticos

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Como ya se ha indicado, los usos y características de lospolímeros dependen de diferentes factores: naturalezaquímica del polímero, forma de procesado y presencia deaditivos. Por otra parte, un mismo polímero puede serprocesado de distintas formas y, en consecuencia, tenerprestaciones diferentes. Este es el caso de un determinado

tipo de poliéster; se trata del polietilen tereftalato (PET)que puede ser procesado en forma de lámina o en formade fibra. En la figura 10 se recogen los espectros correspondientes al Melinex® y al Polifelt, en ambos se hanidentificado las bandas de absorción características de estepolímero y, además, sus espectros son coincidentes.

Sin embargo, cuando se trata de materiales compuestos, lainterpretación de los espectros se complica. Dentro deeste grupo se van a identificar algunos materialeslaminados, plásticos corrugados y ciertos adhesivos. En elcaso de los materiales laminados es necesario llevar a caboel análisis sobre las distintas láminas. Como ya se haindicado, el análisis por espectroscopia FTIR-ATRúnicamente da información de los componentes de lasuperficie; esta circunstancia evita la superposición de lasbandas de absorción originadas por los componentes de lasdistintas láminas. Es decir, el espectro obtenido únicamentecorresponde a la lámina sobre la que se está efectuando elanálisis. En este caso se ha procedido a identificar loscomponentes de las láminas de las caras externas. Sinembargo, en el caso de existir una lámina intermedia, estano ha sido analizada. Los materiales laminados analizadoshan sido: Lampraseal® y Marvelseal® (Tabla 5).

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Fig. 10. Espectros FTIR-ATR del polietilen tereftalato (PET)procesado en forma de: a) lámina (Melinex®); b) tejido no tejido (Polifelt)

NOMBRE COMERCIAL TIPO DE POLÍMERO SINTÉTICO PRINCIPALES BANDAS IR IDENTIFICADAS (CM-1)

νas y νs –CH2– (2965 y 2913)ν C=Oester (1740)

Cara mate: Copolímero etileno acetato de vinilo (EVA) δas en el plano y δs en el plano C–H (1470 y 1370)ν[C–C(O)–O] (1239)ν[–O–C–] (1020)δtorsión C–H (–CH2– )n≥6 (718)

ν –NH (3300)Marvealseal® Sobretono Amida II (3078)

νas y νs –CH2– (2931 y 2860)Amida I [νC=O ](1637)Amida II [δen el plano –NH y –C–N] (1537)

Cara brillante: Poliamida δas en el plano y δs en el plano C–H (1462, 1438, 1417 y1371)Amida III [νC–N y δen el plano –NH] (1260)δfuera del plano C–H (1198 y 1169)Amida V [δfuera del plano N–H] (729)Amida IV [δ–C(O)–N–H] (678)

νas y νs –CH2– (2917 y 2844)Cara lisa: Polietileno de baja densidad (PELD) δas en el plano y δs en el plano C–H (1467 y 1375)

δtorsión C–H (–CH2 –)n≥6 (723)Lampraseal®

νas y νs –CH2– y –CH3 (2950, 2917, 2867 y 2838)Cara fibrosa/ tejido “no tejido”: Polipropileno δas en el plano y δs en el plano C–H (1455, 1436, 1375 y 1358)

δbalanceo CH3 (1166)

Tabla 5. Bandas de absorción FTIR – ATR de diferentes tipos de materiales laminados

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El Lampraseal® se conoce también como “papel tissue deembalaje”. Es un material compuesto laminadoconstituido por dos capas; una de ellas corresponde a untejido “no tejido” de polipropileno (PP) y la otra es unalámina plástica de polietileno de baja densidad (PELD). Enla figura 11 se muestran sus correspondientes espectros.Las diferencias más significativas son debidas a las bandasde vibración del grupo metilo (–CH3), que se observanen el PP; en este caso, las bandas identificadas son: νas yνs –CH3 y –CH2– (2950, 2917, 2867 y 2838 cm-1),δas y δs en el plano C–H (1455, 1436, 1375 y 1358 cm-1) y δbalanceo

–CH3 (1166 cm-1). Las bandas identificadas en el (PELD)son: νas y νs –CH2– (2917 y 2844), δas y δs en el plano C–H(1467 y 1375), y δtorsión C–H (–CH2–)n≥6 (723 cm-1).

Como se puede observar en la figura 7b, el Marvealseal®

analizado es un material compuesto laminado, constituidopor la superposición de cuatro láminas, una de ellascorresponde a un metal (aluminio) y las otras son demateriales plásticos. En esta investigación, únicamente sehan analizado las láminas externas (fig.12). Una de ellas estermofundible (adhesivo de sellado por calor) y deaspecto mate. Las bandas identificadas en este caso hansido: νas y νs –CH2 – (2965 y 2913 cm-1); ν C=Oester (1740cm-1); δas y δs en el plano C–H (1470 y 1370 cm-1);ν [C–C(O)–O] (1239 cm-1); ν [–O–C–] (1020 cm-1) yδtorsión C–H (–CH2–)n≥6 (718 cm-1).A partir de estosresultados se puede deducir que se trata de uncopolímero de etileno y acetato de vinilo (EVA). La otralámina tiene un aspecto brillante y en su espectro se hanidentificado las bandas características de una poliamida:ν –NH (3300 cm-1),Amida I (ν C=O) (1637 cm-1),AmidaII (δen el plano –NH y ν C–N) (1537 cm-1) y Amida III (ν C–Ny δen el plano–NH) (1260 cm-1).

Los plásticos corrugados analizados han sido Lexan®,Coroplast® y Polionda® (Tabla 6). El Lexan® también esdesignado comercialmente como policarbonato celular(fig.13a). Según la información suministrada por elfabricante se trata de un policarbonato; sin embargo, losresultados obtenidos demuestran que es un materialcompuesto en el que, además de este componente,existen otros. En el espectro FTIR-ATR de la parteinterna (fig.14a) se han detectado las bandas devibración, características del grupo funcional de los

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Fig. 11. Espectros FTIR-ATR del Lampraseal®:a) cara lisa (laminada) polietileno de baja densidad; b) cara fibrosa (tejido no tejido-polipropileno)

Fig. 12. Espectros FTIR-ATR del Marvealseal®:a) cara mate [lámina termofundible – copolímero etileno –

acetato de vinilo (EVA)]; b) cara brillante [Poliamida, posiblemente

poli(amida-6, 6-amida-6)]

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policarbonatos [R–OC(O)O–R(Ar)], que son, por unaparte, la vibración de tensión asociada al grupocarbonilo (C=O) (νC=O 1768 cm-1) y, por otra, las quecorresponden a la vibración de tensión de todo elgrupo en su conjunto [O–C(O)–O] y que dan lugar a laaparición de un intenso triplete (ν[C–C(O) –C] 1218, 1186 y1158 cm-1); también es característica la banda ν(–O–C–)

(1013 cm-1).Además de estas bandas, se han identificadolas asociadas al anillo aromático: νC=Canillo aromático (1593 y1503 cm-1); δfuera del plano C–Hanillo aromático (886 cm-1) yδcabeceoC–Hanillo aromático (828 cm-1). Por tanto, se trata de unpolicarbonato aromático cuya unidad estructural es larecogida en la Tabla 1.

El espectro correspondiente a la cara externa del Lexan®

se recoge en la figura 14b. Presenta las bandas devibración características del poli(metacrilato de metilo),cuyo grupo funcional, el grupo éster [–C(O)OCH3] seencuentra como ramificación de la cadena principal[–CH2–C(CH3)–] (Tabla 1).Además de las bandas de losgrupos metilo (–CH3) y metileno (–CH2–): νas y νs (2993,2949, 2926 y 2852 cm-1), δas y δs en el plano (1480, 1446, 1434 y

1381 cm-1), han sido identificadas otras, quecorresponden a los siguientes grupos: νC=Oester (1723cm-1); ν [C–C(O)–O] (1239 cm-1) y ν [–O–C–] (1189 y1143 cm-1). Existen otras bandas que han sido asignadas alos siguientes grupos: νC=Canillo aromático (1620, 1597 y 1575cm-1); δ (Canillo aromático–O–C) (1343 cm-1), δfuera del plano

C–Hanillo aromático (915 cm-1), δcabeceo C–Hanillo aromático

(810 y 825 cm-1), δtorsión C–H (–CH2–)n≥6 (700 cm-1) yδen el plano [Canillo aromático–C(O)] (630 cm-1).A partir de estosdatos y tras la comparación con los correspondientesespectros de referencia, se ha deducido que elpoli(metacrilato de metilo) contiene un aditivo denaturaleza aromática, posiblemente la2–hidroxi–4–(n–octiloxi)–benzofenona. Esta sustanciaactúa como absorbente UV y tiene como funciónmejorar su comportamiento frente a la luz.

Otro material analizado de estructura corrugada es elCoroplast® (fig.13b). Los espectros FTIR-ATR de ambascaras (externas e internas) son idénticos siendo, portanto, el mismo material. Concretamente es una mezclade dos polímeros a la que se ha añadido una carga; su

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Fig. 13. a) Lexan®; b) Coroplast®; c) Polionda®

Fig. 14.Espectros FTIR-ATR del Lexan®: cara interna (policarbonatoaromático) y cara externa [polimetacrilato de metilo aditivado con2–hidroxi–4–(n–octiloxi)–benzofenona]

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espectro FTIR-ATR se recoge en la figura 15. Las bandasidentificadas han sido las siguientes: νas y νs –CH3 y–CH2– (2950, 2916, 2875, 2867, 2847 y 2838 cm-1),δas y δs en el plano C–H (1456, 1434, 1375 y 1359 cm-1) yδbalanceo –CH3 (1168 cm-1).A partir de estos datos y lacomparación con espectros de referencia, se deduce que se trata de una mezcla de poli(propileno) y uncopolímero etileno-propileno. Las bandas correspondientes al aditivo aparecen a 1017, 675 y 536cm-1 y coinciden con las del talco, sustancia añadida comocarga y que además aporta el color blanquecino quepresenta este material.

Respecto al material comercializado como Polionda®

(fig.13c), su componente polimérico es el mismo que enel caso del Coroplast®, es decir se trata de una mezcla depoli(propileno) y el copolímero (etileno-propileno), sibien, en este caso, no se ha detectado ningún aditivo(fig.16). Las bandas identificadas han sido: νas y νs –CH3 y

–CH2 –(2949, 2917, 2875, 2863 y 2837 cm-1), δas y δs en el plano

C–H (1460, 1375 y 1358 cm-1) δbalanceo CH3 (1168 cm-1).

Finalmente, los adhesivos analizados han sido Beva film®

y cinta Tyvek® (Tabla 7). La Beva film® es un materialcompuesto obtenido por mezcla del copolímero etileno-acetato de vinilo (EVA) y una resina de policiclohexanona. Se usa como adhesivo termofundible.La figura 17 muestra su espectro FTIR-ATR. Las bandascorrespondientes al copolímero son: νas y νs –CH2 –(2917 y 2849 cm-1), νC=Oester (1736 cm-1), δas y δs C–H(1467 y 1375 cm-1), ν[C–C(O)–O] (1242 cm-1), ν(–O–C–)(1024 cm-1), δtorsión C–H (–CH2–)n≥6 (720 cm-1).Asimismo,las bandas asignadas a la policiclohexanona son: νOH(3500 – 3200 cm-1) (banda muy ancha); νC=Ocetona (1713cm-1); δen el plano C–Hpoliciclohexanona (1451 cm-1); νOCH3, δen el plano

C=O y δfuera del plano C–H (1122 cm-1)(banda ancha), νhidroxilo

C–O (1058 cm-1) y vibraciones de esqueleto deestructuras cíclicas(6 átomos de carbono) (960 cm-1).

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NOMBRE COMERCIAL TIPO DE POLÍMERO SINTÉTICO PRINCIPALES BANDAS IR IDENTIFICADAS (CM-1)

νas y νs –CH2– y –CH3 (2993, 2949, 2926 y 2852)νC=Oester (1723)

Polimetacrilato de metilo (PMMA) δas en el plano y δs en el plano C–H (1480, 1446, 1434, 1381)ν[C–C(O)–O] (1239)ν[–O–C–](1189 y 1143)

Cara externa νrespiración C=Canillo aromático (1620, 1597, 1575)δ C anillo aromático –O–C (1343)δfuera del plano C–Hanillo aromático (915)

Adsorbente UV δcabeceo C–Hanillo aromático (810 y 825)δtorsión C–H (–CH2– )n≥6 (700)δen el plano [Canillo aromático –C(O)] (630)

Lexan®

ν[=C–Hanillo aromático] (3057 y 3040)νas y νs –CH3 (2966, 2929 y 2872)νC=Oester (1768)νrespiración C=Canillo aromático (1593, 1503)

Cara interna Policarbonato aromático (PC – AR) δas en el plano y δs en el plano C–H (1464, 1409, 1386 y 1364)ν[O–C(O)–O] (1218, 1186 y 1158 )δfuera del plano C–H (1102)ν[–O–C–](1013)δfuera del plano C–Hanillo aromático (886)δcabeceo C–Hanillo aromático (828)

Polipropileno (PP) νas y νs –CH2– y –CH3 (2950, 2916, 2875, 2867, 2847 y 2838)Coroplast® Lámina + copolímero etileno-propileno δas en el plano y δs en el plano C–H (1456, 1434, 1375 y 1359)

δbalanceo CH3 (1168)Carga ¿Talco? 1017, 675, 536

νas y νs –CH2– y –CH3 (2949, 2917, 2875, 2863 y 2837)Polionda® Lámina Polipropileno (PP) δas en el plano y δs en el plano C–H (1460, 1375 y 1358)

δbalanceo CH3 (1168)

Tabla 6. Bandas de absorción FTIR – ATR de diferentes tipos de materiales corrugados

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NOMBRE COMERCIAL TIPO DE POLÍMERO SINTÉTICO PRINCIPALES BANDAS IR IDENTIFICADAS (CM-1)

νas y νs –CH2– (2913 y 2847)Soporte Polietileno de alta densidad (PEHD) δas en el plano y δs en el plano C–H (1471 y1462)

δtorsión C–H (–CH2–)n≥6 (730 y 717)

Cinta Tyvek® νas y νs –CH2– y –CH3 (2959, 2914, 2869 y 2847)ν C=Oester (1728)

Adhesivo sensible a la presión Poliacrilato de butilo (PBA) δas en el plano y δs en el plano C–H (1461, 1391 y 1379)ν[C–C(O) – O] (1241)ν[–O–C–] (1158)δfuera del plano C–H (1116)δtorsión C–H (–CH2– )n≥6 (731 y 716)

ν OH (3500 – 3200) (banda muy ancha)νas y νs –CH2– (2917 y 2849)ν C=Oester (1736)ν C=Ocetona (1713)δas en el plano y δs en el plano C–H (1467 y 1375)

Beva® Film 371 Adhesivo sellado por calor Polietilenvinilacetato δen el plano policiclohexanona C–H (1451)(EVA) + policiclohexanona ν[C–C(O)–O] (1242)

δfuera del plano C–H (1122)νmetoxi

, δen el plano C=O y δfuera del plano C–H 1122 (banda ancha)ν[–O–C–] (1024)νhidroxilo C–O (1058)Vibraciones esqueleto estructuras cíclicas 6 átomos C (960)δtorsión C–H (–CH2– )n≥6 (720)

Fig. 15. Espectros FTIR-ATR del Coroplast®: polipropileno +copolímero etileno-propileno) + talco (carga)

Fig.16. Espectros FTIR-ATR de la Polionda®: polipropileno +copolimero etileno-propileno

Tabla 7. Bandas de absorción FTIR – ATR de diferentes tipos de adhesivos

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La cinta Tyvek® es un adhesivo sensible a la presión. Estacaracterística es común a aquellos polímeros quepresentan valores bajos de su Tg, de manera que, encondiciones ambientales normales (T≈20ºC), presentanuna adhesividad residual permanente. Un ejemplocaracterístico de este tipo de polímeros son lospoliacrilatos. La cinta Tyvek® analizada es un materialcompuesto que está constituido por una lámina sobre laque se encuentra el adhesivo sensible a la presión; suespectro se muestra en la figura 18. La lámina es depolietileno de alta densidad; las bandas identificadas hansido las siguientes: νas y νs –CH2– (2913 y 2847 cm-1),δas en el plano y δs en el plano C–H (1471 y 1462 cm-1), δtorsión C–H(–CH2–)n≥6 (730 y 717 cm-1). El adhesivo sensible a lapresión presenta las siguientes bandas6: νas y νs –CH3 y–CH2– (2959, 2914, 2869 y 2847 cm-1, ν C=Oester

(1728 cm-1), δas y δs en el plano C–H (1461, 1391 y 1379 cm-1),ν[C–C(O)–O] (1241 cm-1), ν[–O–C–] (1158 cm-1),δfuera del plano C–H (1116 cm-1), δtorsión C–H (–CH2–)n≥6

(731 y 716 cm-1).Teniendo en cuenta estos datos y lacomparación con espectros de referencia, se deduce, quese trata de poli(acrilato de butilo). Este polímero tiene unvalor de Tg = -54ºC, responsable de su adhesividad

residual permanente y de su empleo como adhesivosensible a la presión (Horie, 1994: 182; Skeist, 1990: 648).

Conclusiones– Actualmente, se están utilizando en procesos de

conservación y restauración materiales constituidospor polímeros sintéticos de distinta naturaleza químicasometidos a distintos tipos de procesado: láminas,fibras, láminas espumadas, fibras en forma de tejido yde tejido “no tejido”.También es muy frecuente el usode materiales compuestos.

– La espectroscopia FTIR-ATR es una técnica instrumentalde análisis, que resulta muy útil para analizar este tipo demateriales. Presenta como ventaja que no es necesariola preparación previa de la muestra.

– Se trata de una técnica de análisis superficial; portanto, aporta información exclusivamente de lasuperficie sobre la que se está haciendo el análisis. Enconsecuencia, cuando se trata de materialescompuestos laminados, es necesario realizar el análisissobre las distintas láminas. Por esta misma razón, el

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Fig.17. Espectros FTIR-ATR de la Beva® film (* bandas asignadas a la policiclohexanona)

Fig. 18. Espectros FTIR-ATR de la cinta Tyvek®

6 Hay que indicar que algunas de las bandas del espectrocorresponden al polietileno de alta densidad del soporte (fig.18).

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análisis tendrá que llevarse a cabo sobre las dos carasde cada lámina.

– Es muy importante señalar que, cuando se trata demateriales compuestos, la interpretación de losespectros FTIR es muy compleja e incluso puede nollegar a ser concluyente. En estos casos, será necesariorecurrir a otras técnicas de análisis como Py-GC-MS.

– El análisis sistemático de los materiales utilizados entratamientos de conservación y restauración verifica ycomplementa la información suministrada por elfabricante, en relación a su composición y propiedades.

AgradecimientosEste trabajo forma parte del Convenio de Investigación(252/2008) UCM-IPCE:“Evaluación de productos usados enConservación y Restauración de Bienes Culturales”,financiado por la DGBBAA del Ministerio de Cultura. Elequipo de análisis utilizado ha sido adquirido a través delProyecto CCG07-UCM/MAT-3002 (IV PRICIT CAM).También expresamos nuestro agradecimiento a PilarBorrego y Carmen Ahedo (IPCE) y a Verónica Bürguer, porlos materiales suministrados y la información aportada.

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Curriculum vitaeMARGARITA SAN ANDRÉS MOYA

Profesora Titular del Departamento Pintura-Restauración de laFacultad de Bellas Artes (Universidad Complutense deMadrid). Doctora en Ciencias Químicas y Directora del TítuloPropio Conservación Preventiva de Obras de Arte yBienes Culturales. Responsable del Grupo de InvestigaciónTécnicas de Documentación, Conservación yRestauración del Patrimonio.

JOSÉ MANUEL DE LA ROJA

Colaborador Honorífico del Departamento Pintura-Restauración de la Facultad de Bellas Artes(Universidad Complutense de Madrid). Desarrolla suinvestigación en el estudio y caracterización de materialespictóricos mediante técnicas espectroscópicas.

MARISA GÓMEZ

Licenciada en Ciencias Químicas y ha realizado estancias en el IRPA y la EPFL, así como proyectos internacionales.Realiza los análisis de pinturas y policromías en el IPCE,enfocados al estudio de los materiales, la técnica de ejecucióny el diagnóstico.

RUTH CHÉRCOLES

Licenciada en Ciencias Químicas. Master de Restauración y Rehabilitación del Patrimonio Histórico, Universidad de Alcalá de Henares. Actualmente realiza la tesis doctoral en la Facultad de Bellas Artes de la UCM y ha sido becadapor el IPCE durante los dos últimos años.

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