Verfall riechen – Die Ausdünstung verrät etwas über den Abbauzustand von Kunstwerken aus Polymerwerkstoffen

VOCs erlauben Rückschlüsse auf die Zusammensetzung und den laufenden chemischen Abbauprozess von Museumsplastiken. (c) Wiley-VCH

Flüchtige organische Verbindungen („volatile organic compounds“, VOCs) erfasst und analysiert jeder ständig. Nase und Zunge informieren uns über den Zustand eines aussendenden Systems wie: der Rasen ist gemäht, der Käse sehr reif und der Fisch bereits verdorben. Auch Diabetes kann an acetonhaltigem Atem erkennen.

Doch nicht nur lebende Systeme dünsten chemische Substanzen aus, die einen bestimmten Zustand anzeigen. Auch Abbauprodukte von Polymeren (Kunststoffen, Plastik) kann man nachweisen. Seit Anfang des 20. Jahrhunderts gelangen vermehrt Kunstobjekte aus Polymeren in Museen. Ob und inwieweit diese brüchig werden, könnten Analysen klären.

Wichtig ist hierbei, dass keine Proben aus den Gegenständen entnommen werden. Katherine Curran und ihre Kollegen vom University College London, der University of Strathclyde in Glasgow haben jetzt mit Unterstützung verschiedener Museen und Archiven ein nichtinvasives Nachweissystem für Marker-VOCs aus musealen Polymeren durch Gaschromatographie und Massenspektrometrie entwickelt. Eine erste grobe Kalibrierung führte zur Einteilung von drei Kunstobjekten aus der Londoner Tate Gallery in zwei klar differenzierte Verfallsstadien.

Jedes Polymer hinterlässt einen eigenen Fingerabdruck von Abbauprodukten. So weist man mit der Zeit Essigsäure als Abbauprodukt von Celluloseacetat nach. Um herauszufinden, welche VOCs und in welcher Menge museale Kunstobjekte gebildet haben, bestimmten die Wissenschaftler zunächst Marker-VOC-Muster für mehrere Cellulosesorten, Polyurethanschaum, Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol und Polyethylen, aus denen moderne Plastiken in Museen häufig bestehen. Als Referenz setzten sie diese Polymere bis zu zehn Wochen lang Hitze aus.

Anhand der nachgewiesenen Marker-VOCs wollten sie somit den Zerfallsprozess realer Objekte dokumentieren: „Die nachgewiesenen VOCs erlauben Rückschlüsse auf die Zusammensetzung und den laufenden chemischen Abbauprozess an den untersuchten Objekten“, schreiben die Autoren.

Anhand der VOC-Signaturen entwickelten die Wissenschaftler für die verschiedenen Polymere eine grobe Einteilung in „jungen“ und „fortgeschrittenen Abbauzustand“ – und testeten, in welche der beiden Kategorien reale Ausstellungsobjekte passen. Wenig Verfall fanden sie für zwei Tate-Objekte aus Cellulosewerkstoff, die in den 1920er und 1930er Jahren hergestellt worden waren.

Ein Kunstwerk ebenfalls aus cellulosehaltigem Material aus den Jahren 1923-1924 befand sich demnach jedoch bereits in einem fortgeschrittenen Verfallsstadium. Der Befund dürfte Konservatoren besonders interessieren, und Curran und ihre Kollegen wollen nach dieser ersten sorgfältigen Studie ihre Analytik ausbauen. Sie arbeiten an einer Kalibrierung mit natürlich gealterten Proben, um das System zu verfeinern und noch aussagekräftiger zu machen.

Angewandte Chemie: Presseinfo 08/2018

Autor: Katherine Curran, University College London (United Kingdom), https://www.ucl.ac.uk/bartlett/heritage/dr-katherine-curran

Link zum Originalbeitrag: https://doi.org/10.1002/ange.201712278

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