ПРО+Не используйте методические пособия в качестве самоучителя. Работайте с опытным наставником.
 

Наличие большого количества полярных групп обусловливает два важнейших свойства глютиновых клеев — повышенную гидрофильность и очень высокую адгезию к различным подложкам, кроме того глютиновые клеи характеризуются уникальной стабильностью.

При соприкосновении с влагой воздуха пленка осетрового клея интенсивно набухает, и ее объем увеличивается более чем на 1000% процентов (гидрофильность).

Твердый коллаген набухает в холодной воде, но если его нагреть до температуры 40°С, тройная спираль распадается на три независимые цепочки, называемые желатиной, которая полностью растворима в воде. Распад может происходить по одному из трех механизмов, поэтому молекулярная масса (м.м.) и свойства полученной желатины могут существенно различаться: могут образоваться три цепи с м.м. 80 000-125 000 [а], может произойти распад на одну сс-цепь и одну (3 — цепь (м.м. 160000-250000) [б], третьим возможным вариантом является образование одной у — цепи (м.м. 240000-375000) [в] (рис.2).


Рис.2.Механизм распада молекулы коллагена при нагревании

Процесс варки клея и состоит в том, чтобы изменить конформацию молекулы коллагена таким образом, чтобы тройная спираль, способная лишь к набуханию в воде, разделилась на отдельные полимерные цепочки, хорошо растворимые в воде при нагревании.

Желатина может существовать в виде раствора лишь в концентрации ниже 0,1% и при температуре выше 40°С. При более высоких концентрациях и более низких температурах раствор переходит в гель, или, как говорят, "желатинирует". Переход из геля в раствор происходит не только при нагревании, но и при изменении рН раствора; в присутствии кислоты гель не образуется в течение очень длительного времени. Значение рН, при котором желатина переходит в растворимое состояние, называется изоэлектрической точкой.

Принимая во внимание разнообразие химического состава, м.м. распределения и пространственной конформации молекул, становится понятным, почему трудно получить глютиновые клеи с одинаковыми технологическими свойствами, и почему такое большое значение

имеют условия варки клея: изменение температуры и продолжительности варки клея приводит к изменению соотношения α-, β и γ-желатины и соответственно ее молекулярной массы, а следовательно и таких свойств, как вязкость, механические и деформационные свойства.

Таблица 2. Аминокислотный состав белка коллагена, полученного из кожи быка.

  Аминокислота %вес. Число остатков на 1000 Функциональные группы
1 Лизин 3,4 24,8 NH3-
2 Оксилизин 0,81 5,2 NH3-
3 Гистидин 0,7 4,8 NH-
4 Аргинин 7,98 47,9 NH-, NH2-
5 Аспарагиновая кислота 5,81 47,3 ОН-С=О
6 Глутаминовая кислота 9,93 72,1 ОН-С=О
7 Аммиак 0,74 41,8 -NH2-C=O
8 Пролин 13,36 129 -NH-, -С=О, -ОН, -С=О, -CH-NH-
9 Серии 3,64 39,2 HO-CH2-
10 Треонин 1,79 16,6 -ОН
11 Глицин 20,51 336,5 NH2-
12 Алании 8,09 106,6 CH3-
13 Вапин 2,06 19,5 (СН3)2СН-
14 Метионин 0,55 3,9 -S-
15 Изолейцин 1,37 11,3 CH-
16 Лейцин 2,89 24,0 CH2-
17 Тирозин 0,8 4,6 -OH
18 Фенилаланин 1,79 12,6 CH2-
19 Цистеин 0,00 0,0 HS-
20 Глюкозамин 0,00 0,0 -CH2OH, -OH, H2-
21 Гексоза 0,39 2,1 ОН-, -СН2ОН

Таким образом, клеящий эффект глютиновых клеев, а следовательно и качество реставрации, зависит от происхождения коллагена и технологии варки клея.

Для выполнения различных реставрационных операций используют глютиновые клеи различных концентраций: для склейки применяют клей 8-10% концентрации. Такие концентрированные растворы быстро формируют клеевой шов, не проникая глубоко в объем авторского материала. Такими растворами подклеивают шелушащийся красочный слой икон, позолоты, картин на холсте, дублируют авторский холст на новую основу, в некоторых случаях используют для склейки предметов прикладного искусства.

В концентрации менее 4% клей используют в качестве пропитывающего материала для укрепления деструктированного или, как говорят реставраторы,"порошащего" авторского материала (грунтов, красочных слоев и др.). В обоих случаях клей подогревается на водяной бане до температуры 28°С, при которой гель переходит в жидкое состояние. После подведения клея через микалентную или папиросную бумагу место склейки проглаживают утюжком, нагретым до температуры 50-60°С. Эта операция необходима для того, чтобы уменьшить вязкость клея и пропитать укрепляемый участок на максимально возможную глубину. Удаление воды из пленки (сушка клея) производится в условиях медленного испарения влаги и под давлением груза, в противном случае возможны большие усадки с последующим растрескиванием укрепленного участка. Пленка, образующаяся после испарения воды, имеет очень высокую жесткость.

Для улучшения механических свойств и повышения биостойкости осетрового клея, в него вводят мед в качестве пластификатора и катамин АБ в качестве антисептика. Химический состав пленок глютиновых клеев не изменяется в течение столетий, анализ аминокислотного состава белков состаренных глютиновых клеев свидетельствует о том, что окислительные процессы в них практически не протекают (стабильность).

Систематическое изучение свойств пленок осетрового клея было проведено в ГосНИИРе О.Н.Назаровой. В результате этих исследований было установлено, что ни при тепловом воздействии (температуры 120°С), ни под действием УФ-излучения процессы окисления молекул коллагена не имеют места; введение меда в соотношении 1:1 не влияет на процесс старения, то-есть, модифицированные медом и антисептиком глютиновые клеи также характеризуются повышенной стабильностью. Присутствие меда благоприятно сказывается практически на всех эксплуатационных свойствах осетрового клея, в частности улучшаются адгезионные характеристики (например, повышается прочность склейки холстов). Следует отметить, что введение Катамина АБ в присутствии меда несколько ухудшает адгезионные свойства осетрового клея, однако, первоначальная адгезионная способность осетрового клея настолько велика, что снижение ее даже на 47% не является драматическим.

В Таблице 3 приведены данные О.Н. Назаровой по прочности склейки холстов осетровым клеем в присутствии меда и катамина АБ.

Таблица 3.

Влияние меда и катамина АБ на прочность склейки холста 6% осетровым клеем.

Состав адгезива Сопротивление расслаиванию, г /см2 Изменение адгезии,%
Осетровый клей 785,5  
Осетровый клей + мед( 1:1) 1660 + 110%
Осетровый клей + Катамин АБ (1:0,01) 1362 +73%
Осетровый клей + Катамин АБ + мед (1:1:0,01) 470 -47%

В процессе испарения воды из раствора осетрового клея происходит значительная усадка пленок, сопровождающаяся нарастанием; внутренних напряжений; как следует из данных Таблицы 4, введений меда и Катамина позволяет снизить усадку более чем на 50%.

Таблица 4. Величина усадки пленок осетрового клея 10% концентрации.

Состав адгезива Усадка в % к («модифицированному клею
Осетровый клей + мед( 1:1)
 
33%
Осетровый клей + Катамин АБ (1:0,01) 55%
Осетровый клей + Катамин АБ + мед (1:1:0,01) 44%

Другие авторы приводят более высокие значения усадки пленок в результате испарения воды, так, в работе Е.Б.Тростянской, Г.Н.Томашевич и Е.В.Сорокиной сообщается о том, что в процессе сушки пленки, образованной из 8% раствора рыбьего клея, ее вес уменьшается на 60-96%, при этом объемная и линейная усадки клеевой пленки составляют для непластифицированного клея — 96%, пластифицированного медом (1:1) — 91%, а при соотношении меда и клея 1:2,5 — 89%. Согласно результатам, полученным этими авторами, пластифицирующий эффект меда со временем исчезает: так, относительное удлинение, которое для исходных пленок составляло соответственно 25%, 65-70% и 150%, после выдержки в течение года упало до 0, 10 и 40% соответственно.

Вообще потеря влаги для глютиновых клеев очень опасна и может быть необратимой, что приводит к полной утрате прочностных свойств: это свойство коллагена нагляднее всего проявляется при пересушивании кожи, которая в результате необратимой потери влаги полностью утрачивает эластичность. Это явление подробно рассмотрено в диссертационной работе Ю.Н.Петушковой, которая показала, что молекулы воды распределяются в коллагеновой матрице двояким образом: в виде свободных молекул, размещенных в свободном объеме молекул коллагена, и в связанном виде, когда гидроксильные группы присоединены к полярным группам белка Ван-дер-Ваальсовыми координационными связями. Содержание воды первого типа регулируется относительной влажностью окружающего воздуха и может падать до минимальных значений, при этом прочностные и эластические свойства материала способны восстанавливаться после увлажнения.

Удаление связанной влаги при очень низких значениях относительной влажности наружного воздуха приводит к необратимому уменьшению свободного объема и полной потере эластичности.

В обзоре О.В. Лелековой приводятся результаты наблюдения за поведением икон, реставрированных осетровым клеем, в которых повторные разрушения наступили после изменения условий их содержания. Так, при хранении икон в условиях пониженной температуры (6-9°С) и при относительной влажности 63-77% сохранность отреставрированных участков живописи оставалась неизменной вплоть до изменения условий хранения. В течение года температура и влажность в новых условиях изменялись следующим образом: январь — температура от +12°С до +16°С, относительная влажность 57-40%; февраль — температура от +17° до +14°С, влажность 30-47%. В начале марта на отдельных иконах было отмечено коробление досок и расхождение клеевых швов, в середине марта появились вздутие грунта и шелушение красочного слоя. Приведенный пример является наглядным свидетельством того, как удаление влаги из клеевой пленки, вызванное повышением температуры и снижением относительной влажности, приводит к разрушению участков, ранее реставрированных осетровым клеем, и к необходимости повторной реставрации.

Глютиновые клеи характеризуются плохими деформационными свойствами, что является одной из причин разрушения отреставрированных объектов при их переменном увлажнении и высушивании. Остановимся на этом явлении несколько подробнее. Как говорилось ! выше, молекула белка коллагена представляет собой спираль, в которой полярные группы аминокислот, из которых состоит данный белок, находятся в фиксированном положении друг относительно друга на определенном расстоянии, при этом система находится в состоянии термодинамического равновесия. Пустоты называются свободным объемом. При взаимодействии с влагой воздуха молекулы воды заполняют свободный объем и как бы раздвигают витки спирали, в результате чего происходит увеличение объема, клей набухает. Если привес составляет порядка 1500%, то и объем увеличится на столько же, в результате чего конформация молекулы изменится.

При испарении влаги объем уменьшается, однако полярные группы в процессе набухания изменили положение в пространстве по отношению друг к другу; система перешла в неравновесное состояние, а жесткость элементов молекулы не дает ей возможности вернуться к прежней конформации, в результате чего и возникают внутренние напряжения. Если величина внутренних напряжений превышает величину адгезии, происходит отрыв по клеевому шву; если же эти величины сравнимы, имеет место растрескивание укрепленного участка.

В работе Е.А. Любавской были определены значения величин усадки и внутренних напряжений, возникающих в пленках глютиновых клеев при испарении воды. Оказалось, что величина усадки пленок в процессе сушки зависит от исходной концентрации клея вплоть до 10%, при более высоких концентрациях эта величина становится постоянной и не зависит от концентрации. Процесс нарастания внутренних напряжений протекает с различными скоростями, причем наибольший рост внутренних напряжений наблюдается в первые часы сушки, в кожном и пергаментном клее максимальная величина достигается через 2-3 часа и составляет 18-20 МПа, а для осетрового и мездрового величина напряжений достигает — 30 МПа уже через 60-90 мин. После достижения максимальных значений напряжений в материале начинают развиваться релаксационные процессы, сопровожу дающиеся снижением внутренних напряжений: за 4 суток эта величина: падает с 30 до 20 МПа, т.е. уменьшается на треть, а в пергаментном и кожном клее — всего на 10%.

Эти результаты свидетельствуют о том, что при одинаковом аминокислотном составе молекул коллагена технологические и эксплуатационные свойства клеев существенно различаются в зависимости от материала, из которого клей приготовлен.

В Табл.5 приведены физико-механические характеристики глютиновых клеев, из которой следует, что прочность пленок всех исследованных клеев одинакова, а величины относительного удлинения различаются незначительно. Следует обратить внимание на разброс величин относительного удлинения, приводимых разными авторами: в| работе Тростянской, Томашевич, Сорокиной эта величина составляет 25%, Е.А. Любавская дает величину 6,5%, А.Р. Марготьева приводит величины от 2,5 до 5%. В статье И.В. Назаровой и Е.Л. Малачевской" приводятся значения относительного удлинения для непластифицированной пленки — 15%, для пластифицированной медом в соотношении 1:1 — 100%. Этот разброс объясняется тем, что разные авторы проводили испытания в разное время года при различной влажности воздуха и на различном оборудовании; ошибка определения величин прочности и относительного удлинения на разрывной машине составляет не менее 20%, поэтому почти все приведенные выше величины находятся в пределах ошибки измерения. Строго говоря, для таких жестких пленок вообще неправомерно говорить об относительном удлинении, мерой жесткости в этом случае правильнее считать величину модуля упругости при растяжении.

Таблица 5.

Физико-механические свойства глютиновых клеев (по данным Е.А.Любавской)

Название клея Напряжение при разрыве, МПа Относительное удлинение, %
Осетровый клей 77 6,5
Мездровый клей 68 6,0
Пергаментный клей 60 6,8
Кожный клей 55 7,0

Осетровый клей более резко, чем пергаментный и кожный реагирует на температуру: при нагревании до 100°С во всех клеях происходит линейная усадка, при этом коэффициент линейного термического сжатия для осетрового клея составляет 1,2*10 -4, кожного — 5,2*10-4,

пергаментного — 4,2*10-5, это значит, что при воздействии температуры (например, проглаживании теплым утюжком) наибольшие термические усадки будут наблюдаться у пленок осетрового клея, наименьшие — у пергаментного.

В книге В.В.Филатова приведена методика наложения профилактических заклеек и укрепления левкаса с использованием осетрового клея, согласно которой концентрации растворов осетрового клея в первом случае составляют 2 - 3%, а в случае укрепления левкаса - 2,5 -3% для его пропитки и 7 - 8% для подклейки отставшего левкаса к доске. При использовании более высоких концентраций укрепленный меловой грунт становится слишком жестким и разрушается повторно, в результате чего икона становится "хронически больной" и требует постоянного переукрепления.

Проведенный О.В.Лелековой анализ реставрационной документации показывает очевидную тенденцию к снижению рабочих концентраций осетрового клея до 15% в 60-х годах и до 8% - 10% — в 70-х.

Как отмечалось выше, уменьшение жесткости клея достигается за счет введения в качестве пластификатора меда, однако пластифицирующий эффект со временем уменьшается, поэтому были предприняты попытки пластифицировать осетровый клей синтетическими полимерами. Хорошие результаты получены при добавлении к меду поливинилового спирта марок и 22э в соотношении 2:2:1. При использовании в качестве пластификатора сополимерной дисперсии СВЭД в количестве 7 мас.ч на 100 мас. ч. сухого клея удалось снизить его жесткость в 4 раза.

Первоисточник: 
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ РЕСТАВРАЦИИ ЖИВОПИСИ И ПРЕДМЕТОВ ПРИКЛАДНОГО ИСКУССТВА. ФЕДОСЕЕВА Т.С. РИО ГосНИИР, М., 1999
 
 
Ошибка в тексте? Выдели ее мышкой и нажми   Ctrl  +   Enter  .

Стоит ли самостоятельно реставрировать непрофессионалу? (2020)


  1. Технические операции требуют профессиональных навыков.

  2. Представить ход работы - это одно, а сделать - совсем другое.

  3. Не каждому памятнику пригодны стандартные методики реставрации и хранения.

  4. Некоторые методики устарели из-за выявленных деструктивных последствий.

  5. Неверно подобранные материалы сразу или в будущем нанесут вред памятнику.

  6. Если возвращаете памятнику утраченную красоту, то сохраняете ли его подлинность?

________________

В этих и во многих других вопросах разбирается только квалифицированный специалист!
  • Вам в помощь на сайте представлены эксперты и мастера реставраторы.
  • Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на нашем форуме.
  • Обучайтесь под непосредственным руководством опытного наставника.

 

Что Вы считаете ГЛАВНЫМ в процессе реставрации? (2020)


Нужно ли делать сопроводительную документацию для объекта реставрации? (2020)


Всё процессы консервации и реставрации с момента поступления произведения и до его выхода, из мастерской в обязательном порядке документируются. Для этого художник-реставратор постоянно ведет дневник и паспорт. (Документация процессов консервации и реставрации)

Прикрепленный опрос: Ведёте ли вы реставрационный дневник?

Есть ли у вас друзья реставраторы? (2020)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2020)

«Дружба — личные взаимоотношения между людьми, основанные на общности интересов и увлечений, взаимном уважении, взаимопонимании и взаимопомощи». (Дружба—Википедия)

«Знакомство — отношения между людьми, знающими друг друга». (Знакомство—Викисловарь)

Система Orphus

Если вы обнаружили опечатку или ошибку, отсутствие текста, неработающую ссылку или изображение, пожалуйста, выделите ошибку мышью и нажмите Ctrl+Enter. Сообщение об ошибке будет отправлено администратору сайта.