I saponi metallici come fenomeni di degrado di leganti e vernici pittoriche

Uno dei fenomeni di degrado del film pittorico è la formazione di saponi metallici, prodotti dall'interazione tra i leganti e i pigmenti. Nel caso degli oli siccativi, i carbossilati si formano a seguito della reazione tra gli acidi grassi ed i cationi contenuti nei pigmenti e negli agenti essiccativi. Questo fenomeno agisce dal punto di vista fisico-chimico modificando l'aspetto dell'opera, portando alla formazione di strutture semi-cristalline tendenti a formare micro-crateri e depositi sulla superficie del film pittorico, che con il tempo possono causare fratture e cadute della pellicola pittorica. In questo lavoro di tesi si è voluta valutare la formazione di saponi metallici sia in presenza di leganti ad olio e proteici che di resine naturali. Sono stati preparati quattro set di provini di stesure realizzate su vetrino con pigmenti in polvere, costituiti da diversi pigmenti (giallo cadmio, smaltino, terra d'ombra, ocra, azzurrite, bianco piombo, bianco zinco e bianco titanio) e leganti (stand-oil, caseina, colofonia, dammar e gommalacca), che sono stati sottoposti a diversi trattamenti di invecchiamento: naturale a temperatura ambiente per sei mesi, foto-ossidativo per 900 ore, termico a 50°C per 1100 ore e a temperature fino a 300°C fino a 60 secondi. Il fine di questi invecchiamenti è stato quello di accelerare il degrado del film pittorico, favorendo l'interazione tra i pigmenti e i leganti e quindi la formazione di saponi metallici. In seguito, le stesure sono state analizzate mediante micro-spettroscopia infrarossa. Le modificazioni delle bande associate al carbonile estereo e la contemporanea crescita di assorbimenti legati ai carbossilati metallici (regione tra 1500 e 1610 cm-1) sono state usate come principali indicatori del degrado del legante pittorico e della formazione dei saponi. L'invecchiamento foto-ossidativo si è dimostrato più efficace rispetto a quello termico a 50°C e i risultati ottenuti dagli invecchiamenti artificiali erano confrontabili con quelli ottenuti a seguito dell'invecchiamento naturale di sei mesi. Gli invecchiamenti realizzati tramite surriscaldamento termico fino a 300°C dei provini sono stati realizzati con il fine di stimolare in maniera drastica e rapida la saponificazione. I risultati conseguiti non solo hanno confermato i dati ottenuti dagli invecchiamenti foto-ossidativi e termici ma per alcuni pigmenti è stata promossa la reazione di formazione di saponi metallici, non avvenuta in seguito agli altri invecchiamenti. La formazione dei carbossilati metallici è stata osservata sia nel caso dell'olio che delle resine, usate ampliamente sia come leganti in stesure e ritocchi pittorici nel restauro che come vernici. Tra i leganti pittorici, l'interazione con i pigmenti è stata più rapida ed efficace per le resine naturali rispetto allo stand oil. Inoltre, tra le resine la colofonia e la gommalacca hanno mostrato una maggiore tendenza a degradarsi e a produrre saponi rispetto alla dammar. Non si hanno evidenze di reazioni con il legante proteico. Per quanto riguarda i pigmenti, ad eccezione del bianco di titanio che si è dimostrato stabile e inerte, gli altri hanno dato luogo a reazioni di saponificazione, anche se con tempi e leganti differenti. I pigmenti più reattivi sono stati il bianco di zinco e lo smaltino, che hanno interagito molto rapidamente con i media a base di olio e resine naturali. Dall'analisi morfologica con microscopia ottica e microscopia elettronica a scansione delle stesure pittoriche è stata osservata la presenza di rigonfiamenti sulla superficie. In corrispondenza di queste strutture sono state eseguite delle analisi con una metodologia di imaging micro-FTIR che ha permesso di ottenere delle mappe in grado di valutare la distribuzione spaziale dei composti presenti. Le mappe ottenute hanno identificato questi rigonfiamenti come carbossilati metallici.