Oštećenja na staklu
Oštećenja na staklu, korozija stakla ili bolesti stakla, nastaju na ovom, inače jako stabilnom proizvodu, najčešće kao posledica štetnih uticaja okruženju u kome se predmeti upotrebljavaju ili čuvaju. Ta oštećenja praćena promena na staklu, mogu nastati pod uticajem fizičkog i hemijskog oštećenja i površinskih naslaga.[1] I mada je od davnina poznato da struktura stakla, prvenstveno sastavljena od silikata, može ostati stabilna i nepromenjena stotinama godina, ipak pod određenim nepovoljnim uslovima u okruženja u kome se predmet nalazi može dovesti do raznih oštećenja. Čak i uz odgovarajuću brigu o staklu, može doći do njegovog oštećenja.[2] Do fizičkog oštećenja retko dolazi prilikom proizvodnje stakla, a načešće prilikom upotrebe, manipulacije, transporta i skladištenja predmeta od stakla.[3]
Opšte informacije[uredi | uredi izvor]
Novo staklo je sjajno i blistavo, proovodno je i lako se čisti i održava čistim. Suprotno uvreženom mišljenju, površina stakla nije potpuno glatka. Ona ima ono što proizvođači stakla nazivaju „rešetke” ili „saćaste” površine. Ispod stakla mikroskopom se otkrivaju grublje površine ureza i rupa. Organski i neorganski zagađivači ispunjavaju ove rupe i hemijski reaguju sa staklom, čvrsto se vežu za njegovu površinu. Kao rezultat toga, staklo lako postaje zamrljano i obojeno, teško je kroz njegagledati i teško ga je očistiti i održavati čistim.[1]
Površina stakla takođe poseduju hidrofilna svojstva i vremenom se podvrgnuta procesu korozije, što će njihovu površinu učiniti grubljom, a time je oštetitiu, u nekim slučajevima nepovratno.
Destabilizacija stakla[uredi | uredi izvor]
Baš kao što metal rđa, i staklo je podvrgnuto procesu korozije izazvanoj reakcijama između staklene površine i gasova u atmosferi. Obično se povezuje sa vlagom ili parom kroz proces kondenzacije ili reakcijom sa alkalnim rastvorom.[3]
Staklo je hidrofilno, što znači da privlači i zadržava vlagu. Sva stakla imaju molekularni sloj vlage na površini. Kada se ovaj sloj povećava zbog vlažnosti ili padavina, on može zamagliti vidljivost i stvoriti rizik za udobnost ili sigurnost. Ali najviše od svega, u velikoj meri učestvuje u uništavanju površine stakla.[4]
- Uloga vlage
Voda je osnovni destabilizator stakla koji dovodi do hemijskog oštećenja i to mehanizmom izmene jona (dealkalizacija).[5] Postoje dve vrste korozij stakla vodom — statička i dinamička.
- Statična vodena korozija stakla je uzrokovana zahvatanjem vlage iz vazduha i njenom akumulacijom na površinu stakla.
- Dinamička korozija vodom, nastaje kada se staklo rashlađuje procesom kondenzacije.
Čak i jedna kapljica vlage na nezaštićenom staklu može proizvesti dovoljno oštećenja da bi ona bila vidljiva pri dobrom osvetljenju.
- Dealkalizacija
Kako su osnovna komponenta stakla silicijum, oksidi alkalnih i zemnoalkalnih metala (obično Na2O i K2O) i kao stabilizator kreč (CaO), kod dealkalizacije, u vlažnoj sredini, negativno naelektrisani joni metala se ekstrahuju na površinu stakla, formirajući hidrokside kalijuma i natrijuma, a na njihovo mesto dolazi pozitivno naelektrisan hidronijum jon iz vode.[6] Rezultat ovog procesa je stvaranje hidratisanog površinskog sloja bogatog silicijumom. Stepen i brzina rastvaranja zavisi od sastava stakla, temperature, pH okoline i količine vode koja dolazi u kontak sa staklom.[7] Brzo povećanje pH vrednosti uzrokuje brzo raspadanje staklene površine.
Kako je vodonikov jon, odnosno proton, dosta manji od alkalnih jona koje zamenjuje i da gradi jaku kovalentnu vezu sa kiseonikom, dolazi do skupljanja i slabljenja strukturne mreže stakla, tako da ona postaje podložna propadanju.
Posle dužeg izlučivanja alkalija uz prisustvo vode, dolazi do povećanja pH vrednosti na površini stakla. Procenat alkalija vremenom se smanjuje, što se manifestuje pojavom jasnog sloja silicijuma koji se preliva u duginim bojama.
Kiseline i rastvori alkalija napadaju staklo na različite načine. Alkalije napadaju silicijum direktno dok kiseline napadaju alkalije u staklu.
Kada alkalni rastvor napadne staklenu površinu, površina se jednostavno otapa. Ovaj proces neprestano izlaže novu površinu koja se potom otapa. Sve dok traje stvaranje alkalija, ova vrsta korozije se odvija jednakom brzinom.
Korozija kiselinom se ponaša sasvim drugačije. Otapanjem alkalija u sastavu stakla, ostavljena je porozna površina koja se sastoji od mreže silicijum dioksida sa otvorima gde je alkalija uklonjena kiselinom. Ova porozna površina usporava brzinu napada jer kiselina mora prodreti u ovaj površinski sloj da bi pronašla alkalije da se rastopi.
Korozija vodom slična je koroziji kiseline u toj alkaliji koja se uklanja sa staklene površine. Vodena korozija deluje znatno sporije. Na visokim temperaturama, međutim, korozija vode može postati značajna. Primer su naočare za parne kotlove. Ovi proizvodi moraju biti zaštićeni od pregrejane vode premazom koji osigurava da se neće ozbiljno oslabiti.
Mnogi laboratorijski testovi su napravljeni za ispitivanje otpornosti na koroziju. Neke od njih imaju za cilj ubrzanje korozije upotrebom visokih temperatura ili brušenjem stakla do određene veličine zrna kako bi se izložilo više površine dejstvu rastvarača koji korodira. Nakon tretmana u određenom vremenu i na specificiranoj temperaturi, može se izmeriti gubitak težine stakla ili se može odrediti količina uklonjene alkalije.
Vidljiva oštećenja na staklu[uredi | uredi izvor]
- Iridizacija stakla
Karakteristična je po živopisnim bojama (bojama duge), koje se menjaju u zavisnosti od ugla pod kojim svetlost prolazi kroz staklenu površinu. U početnoj fazi, ona se javlja delimično po površini, a u kasnijoj fazi oštećenja stakla javlja se u vidu ljuspica koje se odvajaju od površine.[8]
- Zamućenje stakla
Kada staklo gubi svoju originalnu jasnoću i transparentnost ono postane prozračno, dolazi do njengovog zamućenja.[8]
- Mehuri ili „klice“
Proizvod gasova koji nastaju kao posledica disocijacije karbonata, sulfata ili hidtratisanih minerala iz sirovine šarže i koji nisu oslobođeni iz staklene mase u toku rastapanja i oblikovanja stakla, mogu dovesti do pojave mehura ili „klica“ u staklu.[9]
- Naprsline
Ova vrsta oštećenja na staklu nastaje usled mehaničkog oštećenja, ili naprezanja u strukturi stakla ili usled smanjenja procenta alkalija na površini stakla.28 Ako se izlučivanje alkalija nastavi, može doći do pojave pukotina ili rupa.[10]
- Mlečno beli sloj
Mlečno beli sloj na staklu nastaje kao posledica stvaranja hidratisanog silicijumovog sloja, koji sadrži veoma malu koncetraciju oksida natrijuma, kalijuma i kalcijuma.
U početnom stadijumu na površini stakla uočavaju se bele tačke ili pruge, koje postepeno produbljuju površinu stakla i vremenom otpadaju u vidu malih kristala, ostavljajući rupu u staklu. Sa druge strane, mlečno beli sloj može da se razvija po površini stakla, formirajući slojeve debljine nekoliko mikrometara. Ovaj sloj može da sadrži i druge elemente, koa što je olovo, magnezijum, gvožđe i aluminijum.
- Strije
Unutar stakla mogu nasati strije kao posledica greške u proizvodnji stakla, najčešće kao posledica nehomogenosti i netačnosti u merenju sirovina.
Zbog razlike u termičkim osobinama stakla i „strija“, dolazi do naponskog naprezanja u tom delu stakla, što ima uticaj na smanjenje njegove čvrstine.[11]
- Bolest stakla
Bolest stakla, koja se odvija kroz više faza, posledica je higroskopnosti alkalije, koja lako apsorbuju vodu iz vazduha. To dovodi do izlučivanja alkalija na površinu stakla, koje mu daju maglovit izgled i pojavu rošenja.
Prva faza bolesti („weeping“) nastaje ako procenat vlage u vazduhu postane manji, tečnost ispari, na površini stakla a javljaju se naprsline (poznate kao „crizzling“), koje se vremenom šire i postaju sve više vidljive.
Fluktacija relativne vlažnosti može uticati i na pojavu ljuspanja sa površine stakla, a nastaju kod stakla sa većim procenatom alkalija, a manji procenat stabilizatora. Ova promena se najčešće javljaju u muzejskim zbirkama kod srednjovekovnog stakla.[12]
Izvori[uredi | uredi izvor]
- ^ a b S. Davison, Conservation and Restoration of glass, Butterworth-Heinemann imprint of Elsevier, Oxford, 2003 r.169
- ^ Kunicki-Goldfinger, Jerzy (2008). „Unstable historic glass: symptoms, causes, mechanisms and conservation”. Reviews in Conservation. 9: 47—60. Arhivirano iz originala 10. 09. 2018. g. Pristupljeno 03. 02. 2021.
- ^ a b Newton R, et Davison S, Conservation of glass Butterworth-Heinemann, 1989.
- ^ „Seeking cures for glass disease”. The Blade (na jeziku: engleski). Pristupljeno 2021-02-03.
- ^ I. Filipović i S. Lipanović, Opća i anorganska kemija, “Školska knjiga“, Zagreb, 1998.
- ^ Arnaudovski A. i Laslo R, „Staklo“ u: Tehnička enciklopedija, 12 Sat-Teo, Leksikografski zavod „Miroslav Krleža“, Zagreb, 1992, 220-221.
- ^ .Koob P. S, Conservation and care of glass objects, Archetype Publications in association with The Corning Museum of glass, New York, 2006. r. 13
- ^ a b S. Davison, Conservation and Restoration of glass, Butterworth-Heinemann imprint of Elsevier, Oxford, 2003 r.183
- ^ Ž. Kostić i N. Kostić, „Kamen u staklu“ u: Knjiga o staklu , Zavičajni muzej u Jagodina, Jagodina, 2002, r. 81.
- ^ M. Ružić, Rimsko staklo u Srbiji, Filozofski fakultet, Centar za arheološka istraživanja, Beograd, 1994. r. 7.
- ^ Ž. Kostić i N. Kostić, „Kamen u staklu“ u: Knjiga o staklu, Zavičajni muzej u Jagodina, Jagodina, 2002, r. 81.
- ^ „Museum tries to stem disease affecting glass: Chemists are being used”. The Independent (na jeziku: engleski). 2015-10-06. Pristupljeno 2021-02-03.
Literatura[uredi | uredi izvor]
- Appelbaum, Barbara (1991). Guide to Environmental Protection of Collections. Sound View Press. ISBN 978-0-932087-16-4. (jezik: engleski)
- Newton, Roy; Davison, Sandra (1996). Conservation of glass. Oxford: Butterworth-Heinemann. ISBN 978-0-7506-2448-0. (jezik: engleski)
- Koob, Stephen P. (2006). Conservation and care of glass object. London: Archetype. ISBN 978-1-904982-08-1. (jezik: engleski)
Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]
- Glass Corrosion (jezik: engleski)