Monday, June 19, 2006

QUIMICA DEL PAPEL

COMPOSICIÓN DEL PAPEL

La celulosa es un polímero constituido por grandes cadenas de celobiosa que se encuentra formada por dos moléculas de beta - D glucosa. La unión de varias cadenas de celulosa forman una fibra.

La formación de este polímero se origina con la unión de 1.500 a 3.000 moléculas de glucosa. Cuanto mayor sea el grado de polimerización de la celulosa mayor será el grado de resistencia a la solubilidad; en el caso del papel será también mayor el grado de resistencia mecánica.

Estos conceptos son importantes porque en conservación y restauración existen tratamientos químicos del papel que disminuyen el grado de polimerización de la celulosa, y que disminuyen las características de resistencia mecánica de las fibras.

La molécula de glucosa está formada por seis átomos de carbono que están unidos a un radical oxidrilo (OH). La glucosa forma una estructura cíclica con la ayuda de un átomo de oxígeno. Las moléculas de agua incorporadas al papel en su fabricación formarán enlaces con los oxidrilos de la glucosa sirviendo de puente de unión entre las moléculas de celulosa adyacente. Estos enlaces son llamados "puentes de Hidrógeno".

Los puentes de Hidrógeno se presentan cuando el H se halla unido a elementos electronegativos como F - O - Cl - N. Así por ejemplo en el agua las moléculas se unen unas a otras a través de puentes de H.

Estos enlaces de Hidrógeno se producen por atracción entre las moléculas, la unión mediante el átomo de H es la de mayor intensidad en los enlaces dipolo dipolo. En la celulosa el hidrógeno se encarga de la unión de grandes cadenas paralelas que irán torciéndose entre si, formando estructuras semejantes a cuerdas hasta formar una fibra de celulosa que ya será visible.

Las cadenas de celulosa en su estructura poseen dos formas: una cristalina y otra amorfa. La cristalización se produce por un descenso de moléculas de agua en la estructura y por consecuencia un aumento de uniones entre las cadenas. La parte cristalina da rigidez al papel y las partes amorfas le permiten flexibilidad.

Las regiones amorfas pueden ser penetradas por el agua, por lo tanto también por cualquier otro agente como tintas o sustancias degradantes.

Las regiones cristalinas no pueden ser penetradas por el agua. La degradación entonces se realiza con mayor facilidad en la región amorfa. Por otro lado cuando las zonas cristalizas aumentan, el papel se vuelve quebradizo.

Cuando se elimina completamente las moléculas de agua de la parte amorfa, por situaciones extremas de disminución de humedad relativa, se forman entre las cadenas mayor cantidad de enlaces de H, que cristalizan las regiones amorfas. (La utilización de la prensa para el secado del papel en restauración produce esta consecuencia.)

La longitud de la fibra de celulosa está dada por el tipo de planta. La pasta de papel refinada en la pila holandesa o en el molino de bolas producen un papel de mayor calidad, porque la fibra no es cortada, y mantiene la estructura original de la fibra, formando un papel mas resistente, alcontrario de la pasta obtenida con el molino de Jordán o licuadoras industriales que producen un papel de menor calidad porque este proceso corta la fibra, disminuye su longitud, por lo tanto disminuye las zonas de adhesión de las fibras entre si y su resistencia mecánica.

Actualmente los papeles contienen sustancias de relleno que se agregan durante la preparación de la pasta: silicato de aluminio, dióxido de titanio, carbonato de calcio, etc.

Varios colorantes azules se añaden para que el resultado se vea más blanco y pierda el color amarillo de la pasta.

Los aprestos del papel son los que evitan que el papel se desintegren en el agua, puedan recibir la escritura y la impresión sin que se esparza la tinta. Los aprestos más utilizados son alumbre y colofonia.

En la actualidad se utilizan como aprestos superficiales almidones y almidones modificados.[1] Algunas fábricas de papel emplean también aprestos sintéticos reactivos con la celulosa o resinas derivadas de los vinilos, polivinilos y acrílicos.

[1] Timar, Agnes y Banik, Gerhard. QUÍMICA DE LOS MATERIALES. Curso de Conservación de Papel en Archivos. ICCROM. Noviembre de 1994, Santiago de Chile.