Tribotechnické listy

 

 

Tanátování a stabilizace korozních produktů železa

Cílem následujícího článku je představit konverzní povrchovou úpravu, která nemůže poskytnout uplatnění při zvyšování odolnosti kovového povrchu proti abrazivnímu opotřebení, zvyšováním jeho tvrdosti, nebo zvyšováním přilnavosti maziva. Tanátové konverzní povlaky jsou nedocenitelní pomocníci všech archeologů, restaurátorů a muzeologů, ve snaze o stabilizaci nestálých korozních produktů železa a zachování vypovídající hodnoty archeologických nálezů.


Mechanismus stabilizace korozních produktů je založen na jednoduchém principu tvorby málo rozpustných komplexů taninu s ionty železa. Taniny užívané v aplikačních přípravcích jsou polyfenolické monomery či oligomery rostlinného původu, jejichž schopnost vázat ionty těžkých kovů a tvořit s nimi komplexy chelátového typu byla prokázána již v roce 1936. Dále bylo prokázáno, že díky snadné oxidaci fenolických skupin, patří taniny mezi redukční činidla, schopná částečně redukovat vrstvu korozních produktů na dvojmocné železo. Vodné roztoky taninu obsahují ještě menší množství ethanolu (zvýšení smáčivosti) a kyseliny orthofosforečné. Kyseliny se využívá k úpravě pH na hodnoty přibližně 2,2-2,4, protože reakce s korozními produkty je rychlejší, když je pracovní roztok dostatečně kyselý. Aplikační roztoky mohou ještě navíc obsahovat přídavky malých množství dithioničitanu sodného (Na2S2O4), který má jako silné redukční činidlo ještě výraznější schopnost redukovat korozní produkty do oxidačního stavu +II.
Redukce korozních produktů je v mechanismu tvorby tanátu důležitý krok. Jednak při přechodu tuhých korozních produktů na nižší oxidační stav dochází snadněji k rozpouštění (uvolňování iontů Fe do roztoku) a navíc je kinetika tvorby komplexů s dvojmocným železem výrazně rychlejší. V dalším kroku jsou dvojmocné komplexy oxidovány vzdušným kyslíkem na trojmocné, které jsou stabilnější a méně rozpustné.
Než dojde k vlastnímu využití aplikačního tanátového roztoku, je nezbytné provést mechanické očištění a odsolení železného historického předmětu. Zvláště v železných předmětech, po dlouhá období uložených v zemi, se kumulují stimulátory koroze (především chloridové anionty) v pórovitém povrchu korozních produktů. Přítomné soli chloridů mohou tvořit nasycený roztok i při velmi nízké relativní vlhkosti okolního vzduchu (i kolem 20 %) a následně může dojít k další korozi kovového jádra předmětu či dooxidování korozních produktů na vyšší oxidační stav (tzv. výkvěty). Vlastní tanátování se po této předúpravě nejčastěji provádí opakovaným nátěrem tuhým kartáčem, tak aby se tanátovací směs dostala do všech štěrbin a zároveň byla eliminována tvorba katodických míst způsobujících vznik plynné formy vodíku na jednom místě. Množství směsi by nemělo být velké, ale dostačující a pokrývající rovnoměrně celou plochu restaurovaného předmětu. Tanátový povlak je možné nechat schnout jak na volně na vzduchu, tak v sušárně. Stabilitu povlaku je možné zvýšit i tzv. vyzráním, kdy je předmět exponován po dobu 1-3 dnů ve vlhké atmosféře. Během této doby dochází k doreagování nezreagovaných molekul taninu a oxidaci povlaku do stabilnější trojmocné formy vzdušným kyslíkem. Některé komerční lázně tanátu obsahují speciální rozpouštědla, která zadržují vodu a umožňují tak vyzrání povlaku i při aplikaci, kdy není možné zvýšit vlhkost okolního prostředí (např. venkovní aplikace). Celý postup natírání roztokem taninu se může i několikrát opakovat. Na závěr je doporučováno kartáčování nejčastěji silonovým kartáčem či krátké otryskání povrchu předmětu balotinou (skleněné kuličky) a oplach destilovanou vodou, aby byly odstraněny nezreagované zbytky taninu z předmětu.
Vzniklá stabilizovaná vrstva tanátu železa poskytuje oproti původnímu zkorodovanému povrchu, za podmínek vhodného uložení, dlouhodobou ochranu ošetřených artefaktů proti korozním procesům a může být vhodným základem pro následující úpravu konzervačními nátěrovými hmotami, především laky a mikrokrystalickými vosky. Obrázky dvou restaurovaných předmětů jsou uvedeny na snímcích 1 a 2.

Obr.1. Vzhled restaurovaného předmětu (záštita samurajského meče) před a po tanátování

 


Významnou výhodou tanátování je snadná aplikace tanátovacího roztoku opakovanými nátěry. Mezi nesporné nevýhody tohoto procesu stabilizace je nízká stabilita povlaku ve vlhkém prostředí oproti jiným typům konverzních povlaků. Významným důvodem pro používání tanátů v konzervování-restaurování je optické sjednocení vzhledu předmětu, proto je v blízké budoucnosti nepravděpodobné, že by byly tanáty v konzervátorsko-restaurátorské praxi nahrazeny modernějšími a stabilnějšími, ale transparentními konverzními povlaky.

 


Ing. Petr Pokorný
Ing. Jan Stoulil, Ph.D.
Vysoká škola chemicko-technologická v Praze

Ústav kovových materiálů a korozního inženýrství

 

 

Späť

 

Pridať komentár

* :
* :
* :
5 + 7 =
Odoslanie formulára

Tribotechnika_2_2019

TriboTechnika_2_2019 by TechPark Vydavatelstvo on Scribd