Kunststoffen

Blue Bench, Maarten van Severen, 1997, polyurethaan. Foto: © Design Museum Gent, fotograaf: Bart Van Leuven

Kunststof is een eerder ‘jong’ materiaal. Toch doen de eerste voorlopers van kunststoffen al in de 19e eeuw hun intrede, aanvankelijk vooral als semisynthetische imitatiematerialen. Wanneer in de 20e eeuw synthetische kunststoffen uitgevonden worden, volgen de ontwikkelingen elkaar in hoog tempo op. Kunststoffen worden voortaan lang niet meer alleen gebruikt om de eigenschappen van andere materialen na te bootsen. De toepassingsmogelijkheden en het succes van deze nieuwe materialengroep zijn schijnbaar eindeloos en worden ook vandaag voortdurend verder ontwikkeld. Kunststoffen zijn daardoor lang niet alleen aanwezig in moderne en hedendaagse collecties, maar kunnen in zowat elke erfgoedcollectie worden teruggevonden.

Verschillende types kunststoffen hebben verschillende schadebeelden die voortkomen uit verschillende schadefactoren. De veelzijdigheid van kunststoffen zorgt er tegelijkertijd ook voor dat deze materialengroep zeer complex is en eigenlijk maar moeilijk als groep te benaderen is als het gaat om conservatierichtlijnen. Wat goed is voor de ene kunststof kan net destructief zijn voor de andere. Het is daarom essentieel te weten met welke kunststof u precies te maken heeft. Dit alles maakt dat identificatie de eerste en belangrijkste stap is naar een geoptimaliseerd behoud en beheer van deze objecten (en bij uitbreiding gehele collecties).

Vormen en toepassingen

De veelzijdigheid van kunststoffen komt voort uit hun opbouw en modificeerbaarheid. Onder meer door polymeren te combineren met bepaalde additieven zoals kleurstoffen, weekmakers en uv-blokkers worden kunststoffen ontwikkeld met zeer uiteenlopende eigenschappen.

Binnen de kunststoffen kunnen drie groepen onderscheiden worden volgens hun voornaamste eigenschap:

  • Thermoharders kenmerken zich door onvervormbaarheid na polymerisatie. Dat is de aaneenschakeling van verschillende monomeren tot ketens, die de eigenlijke kunststoffen vormen. Eens het materiaal zijn vorm heeft gekregen, kan het niet meer worden gemodificeerd.
  • Thermoplasten kenmerken zich net door vervormbaarheid na polymerisatie. Door de toepassing van warmte kunnen deze materialen wel nog nieuwe vormen worden aangemeten.
  • Elastomeren kenmerken zich door hun groot elastisch vermogen. Na uitrekking keren ze namelijk terug naar hun oorspronkelijke vorm.

Een andere opdeling die gehanteerd kan worden is die tussen natuurlijke, semisynthetische en synthetische kunststoffen:

  • Natuurlijke materialen kunnen door de toepassing van warmte vervormd worden.
  • Semisynthetische kunststoffen ontstaan door modificatie van een natuurlijk voorkomend materiaal.
  • Synthetische kunststoffen ontstaan na de afbraak van koolstofhoudende materialen waarbij de moleculaire structuur wordt aangepast. Verdere verwerkingsprocessen zijn nodig om het uiteindelijke materiaal te creëren.

Door de ontwikkeling van biodegradeerbare kunststoffen wordt het echter steeds moeilijker om een onderscheid te maken tussen de twee laatste groepen. Daarom is deze opdeling tegenwoordig minder handig.

Stap 1. Identificatie

Identificatie van de aanwezige kunststoffen is een belangrijke eerste stap en kan op verschillende manieren worden bereikt.

Bonbonnière ca. 1930 in fenolformaldehydehars. Foto: © Design Museum Gent
Tupperware, Wonder bowl, 1956-1961, polyethyleen. Foto: © Design Museum Gent
Macintosh computer, 1984, acrylonitrilbutadieenstyreen. Foto: © Design Museum Gent

Met voorsprong de meest betrouwbare methode is natuurwetenschappelijk onderzoek, waarbij - meestal met behulp van een zeer klein staal - onderzocht wordt welke polymeren aanwezig zijn en welke additieven gebruikt worden. Gebruikte technieken voor de identificatie van kunststoffen:

  • macro XRF;
  • raman spectroscopie;
  • pyrolyse-GCMS.

Deze onderzoeken kunnen onder meer uitgevoerd worden door het KIK-IRPA.

Daarnaast werden de voorbije jaren een aantal andere identificatietools ontwikkeld om als collectiebeheerder via onderzoek en met behulp van al uw zintuigen aan de slag te gaan. Deze tools bieden niet altijd zekerheid of uitsluitsel, maar ze kunnen u vaak heel wat waardevolle informatie bieden voor de preventieve conservering van de kunststoffen in uw collectie:

Datering, toepassing, vervaardiger en gebruik zijn maar enkele behulpzame richtingaanwijzers naar de mogelijk gebruikte materialen. In sommige gevallen kunnen producenten informatie verschaffen of zijn er RIC-vermeldingen (resin identification code of kunststofidentificatiecode) terug te vinden op het materiaal.

Om een zo betrouwbaar mogelijke determinatie te bekomen is het vooral de boodschap om veel te oefenen, verschillende methodes door elkaar te gebruiken en aan elkaar af te toetsen. De zintuiglijke identificaties hebben natuurlijk een zekere foutenmarge die vooral in de beginfase groot is. Door veel te oefenen en een eigen referentiematerialenkit op te bouwen kan deze na verloop van tijd verminderd worden.

Vijf probleemkunststoffen

Net als bij sommige andere materiaalsoorten kunnen ook kunststoffen een negatieve invloed uitoefenen op omliggende materialen, onder meer door het afgeven van schadelijke gassen en dampen.

De rubberen rand aan dit wiel is sterk verouderd: er is sprake van verregaande uitharding en breukvorming. Foto: © Design Museum Gent

In bepaalde gevallen migreren specifieke additieven zoals weekmakers uit het materiaal waardoor ze het gehele oppervlak van een object kleverig maken. Het gaat hier met name om de vijf probleemkunststoffen (ook wel malignant of volatile plastics) die een gevaar kunnen vormen voor zichzelf en voor andere nabijgelegen materialen, en die zelfs mogelijke gezondheidsrisico’s inhouden voor collectiemedewerkers:

  • celluloseacetaat,
  • cellulosenitraat,
  • polyvinylchloride (met name de weekgemaakte of ‘plasticized’ varianten),
  • polyurethaan (met name de schuimen, elastomeren en coatings),
  • natuurrubber.

Het is dan ook aan te raden deze vijf materialensoorten in de mate van het mogelijke als eerste te identificeren en zo snel mogelijk af te zonderen van de andere objecten om mogelijke schade aan de overige collectiestukken te vermijden. Deze kunststoffen spelen een erg belangrijke rol bij het opstellen van een conserveringsaanpak voor collecties.

Stap 2. Gestandaardiseerde opname in een collectieregistratiesysteem

Zodra u weet hoe de kunststoffen in uw collectie zijn samengesteld, is het essentieel om de resultaten van de identificaties op een gestructureerde wijze neer te schrijven in het collectieregistratiesysteem.

Thesaurus

Her en der vindt u erg veel mogelijke schrijfwijzen van materialen terug. Een gestandaardiseerde notering is daarom erg belangrijk. Het project Ken, benoem en beheer je kunststoffen ontwikkelde een reeks thesauri (zowel Nederlands- als Engelstalig) voor de verschillende kunststoffen die u kunt tegenkomen in erfgoedcollecties. Er werd ook voorzien in een thesaurus van verschillende productie- en bewerkingstechnieken die gekoppeld zijn aan kunststoffen.

Schadeatlas

Een kam uit cellulosenitraat in sterk gedegradeerde staat. Het kenmerkende barstenpatroon van cellulosenitraat is hier zichtbaar. Er zijn reeds verschillende tanden van de kam afgebroken. Foto: © Design Museum Gent

Een gestandaardiseerde beschrijving is niet alleen voor materialen, maar ook voor schadebeelden van groot belang. Enkel zo kunt u immers op een zo objectief mogelijke manier gestructureerd en frequent schadebeelden benoemen. Kunststoffen hebben heel eigen en unieke schadebeelden waarvan verschillende niet terug te vinden zijn bij andere materialen. Het gebruik van een duidelijke terminologie van schadebeelden is dan ook erg belangrijk om verwarring te vermijden over wat er al dan niet precies beschreven wordt.

Dergelijke terminologie vindt u, net als voorbeelden van conditieformulieren, terug in de schadeatlas van POPART en in de registratiemodellen van Stichting Behoud Moderne Kunst. Hou ook de resultaten in het oog van de lopende projecten KuWerKo – Kunststoff - ein moderner Werkstoff im kulturhistorischen Kontext en Ken, benoem en beheer je kunststoffen.

Stap 3. Op zoek naar de juiste conservatierichtlijnen

De eerste onderzoeken naar behoud en beheer van kunststoffen kunnen gesitueerd worden in de jaren zestig van de vorige eeuw. Ondanks de intensieve onderzoeken heeft de kennis van kunststoffen een grote achterstand tegenover de eerder traditionele materialen als steen, hout of metaal. Dat is uiteraard ook een gevolg van het feit dat kunststoffen eenvoudigweg nog niet zo lang bestaan.

De laatste decennia worden met rasse schreden nieuwe ontdekkingen gedaan op het vlak van conservatie van kunststoffen. Ga daarom altijd op zoek naar de laatste onderzoeken en besef dat het zelfs gevaarlijk en risicovol is om vast te houden aan veelal snel verouderende richtlijnen. Om die reden kozen we er ook voor om zulke algemene richtlijnen hier niet te noteren. Wel zetten we u op weg naar enkele belangrijke spelers en onderzoeksorganen waar u de laatste stand van zaken kunt terugvinden.

Een belangrijke kanttekening is dat er vaak wel voorschriften voorhanden zijn per materiaalsoort, maar dat het ook nodig blijft om een objectspecifieke werkwijze te ontwikkelen. Een object bestaat immers zelden uit slechts één type kunststof. Vaak zijn er combinaties met andere materiaalsoorten die mogelijk een geheel andere conserveringsaanpak vereisen. In deze gevallen moet er een middenweg gezocht worden tussen het duurzame behoud van het gehele object en een verzameling aan objecten.

Ook bij kunststoffen gelden de tien schadefactoren als oorzaken voor degradatie. De manieren waarop de schadefactoren op het object inwerken is echter anders dan bij veel andere materialen.

Opslag van de kunststoffen in het gemeenschappelijke erfgoeddepot van de Stad Gent. Foto: © Design Museum Gent

Niet alle schadefactoren hebben een even grote impact op elk type kunststof. Zoals reeds eerder vermeld zijn er veel verschillende types kunststoffen, elk met geheel eigen degradatiegevoeligheden. Ook hier gelden dus jammer genoeg geen richtlijnen die toepasbaar zijn op alle kunststoffen.

De enige stelregel die voor alle kunststoffen geldt, is dat ze baat hebben bij een donkere opslag en bij zachte luchtstromen die zorgen voor een goede luchtverversing. Verder kan enkel voorzichtig worden meegegeven dat een eerder koel klimaat met een wat lagere relatieve luchtvochtigheid voor veel kunststoffen aan te raden is.

Deze stelling gaat uit van de stabiliteit van alle parameters, gezien hier met name fluctuaties in het klimaat (zowel in RV als in temperatuur) desastreuze gevolgen kunnen hebben op kunststoffen.

Deze globale richtlijnen zijn echter veel te algemeen. Ook hier geldt de stelregel dat u de verschillende materiaal- en objecttypes apart moet proberen te identificeren en onderzoeken om verval van deze collectiestukken zo goed mogelijk af te remmen.

Bronnen voor materiaalspecifieke schadefactoren en bewaringsvoorschriften:

Conclusie

De algemene richtlijn voor kunststoffen luidt dus duidelijk: veel kunststoffen degraderen sneller dan natuurlijke materialen en hebben nood aan specifieke zorg. Het is noodzakelijk naar oplossingen te zoeken, op maat van de aanwezige kunststoffen in een object en bij uitbereiding van de gehele collectie. Duurzaam behoud van kunststoffen begint bij identificatie. Enkel met voldoende materialenkennis en -inzicht kan overgegaan worden tot een specifiekere aanpak. Contacteer bij twijfel steeds een specialist.

Deze tekst werd uitgewerkt door Hannah Hendrickx, Eline van der Velde en Griet Kockelkoren (KIK-IRPA) in het kader van het project Ken, benoem en beheer je kunststoffen van het Design Museum Gent en S.M.A.K.

Adviseur behoud en beheer
T
02 213 10 82