Museen kämpfen gegen die Zeit, um zu verhindern, dass plastische Kunst auseinanderfällt | Wissenschaft

Ein „Naturteppich“ aus Polyurethanschaum des italienischen Künstlers Piero Gilardi

Aleth Lorne

Von Sam KeanJul. 02.02.2021, 08:00 Uhr

Leanne Tonkin erinnert sich noch an die zerstörten Mäntel. Sie war Mitte der 2010er Jahre als Stipendiatin am Costume Institute des Metropolitan Museum of Art, als sie einen roten Mackintosh aus den 1960er Jahren sah. Der Regenmantel war so steif, dass er von selbst aufstehen konnte, als wäre er von einem Geist bewohnt. Ein anderer Mackintosh war kaum als Kleidung zu erkennen. „Man konnte einen Knopf darauf erkennen, aber er war komplett geschmolzen“, sagt sie.

Mit den Mänteln war nichts Ungewöhnliches passiert. Sie sind nicht in Feuer geraten oder ätzenden Chemikalien ausgesetzt. Stattdessen waren sie aus einem einfacheren Grund zum Scheitern verurteilt: Sie enthielten von Natur aus instabile Kunststoffe.

Die Leute murren oft, dass Kunststoffe zu langlebig sind. Wasserflaschen, Einkaufstüten und anderer Müll übersät den Planeten, vom Mount Everest bis zum Marianengraben, weil Plastik allgegenwärtig ist und nicht so leicht zerfällt.

Aber einige Kunststoffmaterialien verändern sich im Laufe der Zeit. Sie knacken und kräuseln. Sie „weinen“ Zusatzstoffe aus. Sie schmelzen zu Schlamm. All dies bereitet Institutionen wie Museen, die versuchen, kulturell wichtige Objekte zu bewahren, große Kopfschmerzen.

Bis vor kurzem mussten sich Museen nur um traditionelle Materialien kümmern. „Wir wissen, wie man an die Restaurierung von Gemälden, Büchern und Materialien wie Holz, Metallen und Glas herangeht“, sagt Anna Laganà, Forschungsspezialistin am Getty Conservation Institute. „Aber bei Kunststoffen ist unser Wissen noch begrenzt.“ Tonkin, jetzt Doktorandin für Modekonservierung an der Nottingham Trent University, stimmt dem zu: „Wir huschen jetzt herum und versuchen herauszufinden, wie man Kunststoffe konserviert“, sagt sie.

Die Vielfalt der gefährdeten Plastikobjekte ist schwindelerregend: frühe Radios, avantgardistische Skulpturen, Zelluloid-Animationsstills aus Disney-Filmen, David-Bowie-Kostüme, das erste künstliche Herz. Fast jedes Museum der Welt hat Plastikgegenstände, und selbst gut gepflegte Gegenstände können erschreckend schnell auseinanderfallen.

Nach Jahren der Lichteinwirkung rissen und verfielen die Schaumfiguren auf diesen „Naturteppichen“.

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Joana Lia Ferreira, Assistenzprofessorin für Konservierung und Restaurierung an der NOVA School of Science and Technology, erinnert sich an ein Exponat mit einer Lampe mit schwarzem Polyurethanschaumschirm. Eines Tages bemerkten Restauratoren, dass der Schirm zusammengebrochen war, und nahmen die Lampe aus der Ausstellung, um sie zu retten. Doch es war zu spät: Der Schirm begann zu bröckeln und brach bald vollständig zusammen. „Von einer Woche zur anderen“, sagt Ferreira, „lag es auf dem Boden.“

Museen tun alles, um kulturell wichtige Gegenstände vor ähnlichen Schicksalen zu bewahren. In den letzten zehn Jahren haben Restauratoren bessere Werkzeuge entwickelt, um gefährdete Objekte zu identifizieren. Einige Restauratoren haben auch damit begonnen, Experimente durchzuführen, um die Konservierungspraktiken zu unterstützen und den Verfall aufzuhalten. Kunststoffe gibt es zu diesem Zeitpunkt seit rund 150 Jahren, und Kuratoren wollen, dass ihre Kunststoffschätze auch in 150 Jahren noch erkennbar sind.

EINIGE KUNSTSTOFFE, wie Polycarbonat und Acryl, sind recht stabil. Aber die langkettigen Polymermoleküle in anderen Kunststoffen können unter anderem unter Sauerstoff- oder Lichteinwirkung zerfallen. Leider waren einige der „bösartigsten“ Kunststoffe – Zellulosenitrat, Zelluloseacetat, Polyurethan, Polyvinylchlorid (PVC) – in der Vergangenheit weit verbreitet und wurden in so unterschiedlichen Gegenständen wie Fotofilmen, Billardkugeln und hochwertiger Kleidung und Möbeln verwendet. Die zusätzlichen Inhaltsstoffe in diesen Kunststoffen, einschließlich Weichmachern, Farbstoffen und Flammschutzmitteln, können ihre eigenen Probleme mit sich bringen. PVC zum Beispiel bildet je nach Zuschlagstoff sowohl stabile Sanitärrohre als auch geschmeidige Duschvorhänge. Und diese Mischungen können sich im Laufe der Zeit natürlich entmischen, insbesondere wenn die Temperaturen schwanken.

Eine häufige Herausforderung für Restauratoren besteht darin, herauszufinden, mit welchen Materialien sie überhaupt arbeiten. Techniken wie Raman-Spektroskopie und Pyrolyse-Gaschromatographie-Massenspektrometrie können einen molekularen „Fingerabdruck“ aus einer Materialprobe erstellen. Durch die Suche nach einer Übereinstimmung in einer Datenbank mit Spektren, die von einem europäisch geleiteten Projekt namens POPART (Preservation of Plastic Artefacts in museum collections) online gestellt wurden, können Museen feststellen, welche Materialien sie besitzen.

Manche Polymere gehen in Stücke

Verschiedene Kunststoffe zerfallen je nach Zusammensetzung und Umgebung unterschiedlich schnell. Einige Kunststoffe sind ziemlich instabil (orange), einschließlich früher Kunststoffe aus dem 19. Jahrhundert und den ersten Jahrzehnten des 20. Jahrhunderts, die oft in kulturell wichtigen Kunststoffgegenständen zu finden sind. Moderne Kunststoffe (blau) sind weitaus stabiler und können Jahrhunderte oder länger brauchen, um sich zu zersetzen.

Cellulosenitrat Dieser Kunststoff, der in frühen Film- und Konsumgütern verwendet wird, kann brennbar und gefährlich sein. Polyethylenterephthalat (PET)PET, einer der am häufigsten verwendeten Kunststoffe der Welt, wird in Wasserflaschen und Clamshell-Lebensmittelverpackungen verwendet. Poly(methylmethacrylat) Auch als Acryl bekannt, ist dieses oft transparente Polymer in LCD- und Smartphone-Bildschirmen weit verbreitet. Celluloseacetat Dieses Polymer wurde in frühen Legos, Skulpturen und Modeartikeln wie Gürteln verwendet. Es kann nach Essig riechen, wenn es zerfällt. Polyurethan Häufig in Schaumstoffen verwendet, weist Polyurethan molekulare Streben auf, die nach 10 bis 20 Jahren durch Lichteinwirkung abgebaut werden können.

V. Altunisch/Wissenschaft

Dennoch fehlt vielen kleinen Museen der Zugang zu ausgefallener Laborausrüstung, die Zehntausende von Dollar kosten kann. So haben einige Institute Low-Tech-Ansätze entwickelt, die auf Berühren, Klopfen und Schnüffeln basieren. Kunststoffe können sich je nach Art glasartig oder wachsartig anfühlen. Nach Beginn des Verfalls können sie sich auch klebrig anfühlen, da interne Weichmacher an die Oberfläche wandern. Auch Hörtests sind möglich: Manche Kunststoffe klingen beim Klopfen blechern; andere, stur und langweilig. Und sich verschlechternde Kunststoffe können eine erstaunliche Vielfalt an Gerüchen freisetzen – Chlor, Essig, Kiefer, verbranntes Haar, gebrauchte Turnschuhe, Mottenkugeln, Autoreifen, Schwefel.

Sobald Restauratoren den Kunststoff identifiziert haben, können sie Maßnahmen ergreifen, um ihn zu konservieren. Die allgemeine Regel lautet: halte es kalt, halte es dunkel, halte es trocken, [and] Halten Sie es in einigen Fällen ohne Sauerstoff“, sagt Odile Madden, eine leitende Wissenschaftlerin am Getty. Aber auch innerhalb derselben Materialfamilie können sich die optimalen Bedingungen unterscheiden; es hängt alles von den spezifischen Zutaten und deren Anteilen ab. Das Testen neuer Konservierungstechniken an einzigartigen Objekten ist riskant, daher haben sich einige Restauratoren kontrollierten Experimenten zugewandt.

Tonkin zum Beispiel simulierte Kleidung, indem er 20-Zentimeter-Quadrate aus PVC-Gewebe (üblicherweise in modernen Regenmänteln) mit Stichen und Metallnieten versehen. Dann lagerte sie sie monatelang bei Temperaturen von –17,8°C bis 21,1°C und Luftfeuchtigkeiten zwischen 40% und 50%.

Intuitiv scheint die Tiefkühllagerung der vielversprechendste Weg, ein Material zu konservieren. Aber unter den kältesten Bedingungen, stellte Tonkin fest, kristallisierten PVC-Moleküle und drückten die Weichmacher heraus, die den Stoff geschmeidig machen. Der Stoff endete spröde und hatte winzige Löcher. Durch die Lagerung von Kunststoffen bei 4,4°C wurde dieses Problem vermieden. Darüber hinaus stellte Tonkin fest, dass beim Umfüllen des Materials in oder aus einem gekühlten Lager eine Lagerung bei einer Zwischentemperatur von etwa 15,5 °C für 24 Stunden helfen könnte, Schäden durch schnelle Temperaturänderungen zu vermeiden.

Andere Restauratoren haben Experimente durchgeführt, um Kunststoffe künstlich zu altern, um genau zu verstehen, wie sie sich zersetzen – und Hinweise darauf zu erhalten, wie man den Zerfall aufhalten kann. Xenon-Bogenlampen bombardieren Materialien mit Photonen, wodurch jahrelange Lichtexposition in Stunden zusammenfällt. Forscher können Wetterkammern verwenden, um Hitze und Feuchtigkeit zu untersuchen. Madden hat auch erwogen, Kunststoffe Schadstoffen auszusetzen, um die Auswirkungen verschmutzter Luft zu untersuchen.

Solche Experimente stehen einem limitierenden Faktor gegenüber: dem Mangel an historisch genauen Kunststoffen. Aus Gründen der Sicherheit und Stabilität fügen die Hersteller heute Kunststoffen andere Inhaltsstoffe zu als in den vergangenen Jahrzehnten. Die Ergebnisse von Experimenten mit modernen Polymeren gelten daher möglicherweise nicht für historische.

Durch die Behandlung mit schützenden „Sonnencremes“ konnten einige Naturteppiche wieder ausgestellt werden.

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Um diese Einschränkung zu umgehen, kaufte Getty im Jahr 2019 eine eigene Ausrüstung zur Kunststoffherstellung: einen Extruder und eine Spritzgussanlage. Die Mitarbeiter blätterten dann in alten Ausgaben von Zeitschriften wie Modern Plastics, um repräsentative Rezepte zu finden. Das Getty kann nun historische Kunststoffe mit genau den ursprünglich verwendeten Zutaten nachbauen. Dort führen Wissenschaftler bereits Stresstests an kleinen Scheiben und Stäben durch, um später künstliche Alterungstests durchzuführen.

Bestimmte Artefakte sind besonders anfällig, weil einige Pioniere der plastischen Kunst nicht immer wussten, wie man Zutaten richtig mischt, sagt Thea van Oosten, eine Polymerchemikerin, die bis zu ihrer Pensionierung vor einigen Jahren jahrzehntelang bei der Kulturerbebehörde der Niederlande gearbeitet hat (RCE). „Es ist wie beim Kuchenbacken: Wenn man keine genauen Mengen hat, geht es schief“, sagt sie. „Das Objekt, das Sie herstellen, ist bereits eine Zeitbombe.“

Und manchmal ist es nicht die Schuld des Künstlers. In den 1960er Jahren begann der italienische Künstler Piero Gilardi, Hunderte von bunten, bunten Schaumstoffteilen zu schaffen. Zu diesen Stücken gehörten kleine Rosenbeete und andere Gegenstände sowie ein paar Dutzend „Naturteppiche“ – große Rechtecke, die mit Schaumkürbissen, Kohl und Wassermelonen verziert waren. Er wollte, dass die Zuschauer auf den Teppichen herumlaufen – was bedeutete, dass sie langlebig sein mussten.

Leider ist der von ihm verwendete Polyurethanschaum von Natur aus instabil. Es ist besonders anfällig für leichte Schäden, und Mitte der 1990er Jahre brachen Gilardis Kürbisse, Rosen und andere Figuren auf und zerbröckelten. Museen schlossen einige von ihnen im Dunkeln ein.

Also begannen van Oosten und Kollegen von RCE, Möglichkeiten zum Schutz von Polyurethan zu untersuchen. Zuerst nahmen sie Schaumstoffproben, die den Naturteppichen ähnelten, und infundierten einige mit stabilisierenden und festigenden Chemikalien, die moderne Hersteller oft verwenden. Van Oosten nennt diese Chemikalien „Sonnenschutzmittel“, weil ihr Ziel darin bestand, weitere Lichtschäden zu verhindern und abgenutzte Polymerfasern wieder aufzubauen. Dann verwendete das Team Xenonlampen, um sowohl behandelte als auch unbehandelte Proben künstlich zu altern, und untersuchte sie unter Hochleistungsmikroskopen.

Die Ergebnisse waren ermutigend. Proben ohne Sonnenschutz waren unter der Flut von Photonen verwelkt: Die molekularen „Streben“, die den Schaum stützten, waren 42 % dünner und deutlich spröder als vor der Lampenbehandlung. Die Streben in Proben mit Sonnenschutzmitteln verringerten sich nur um 12,5%.

Ausgestattet mit diesem Wissen haben Restauratoren, die mit RCE zusammenarbeiten, mehrere Gilardi-Skulpturen, darunter zwei Naturteppiche, mit Sonnencreme stabilisiert, um sie zu stabilisieren. Van Oosten ist stolz darauf, dass einige sogar wieder ausgestellt wurden, wenn auch manchmal unter Schutzhüllen. Lange als „Königin des Plastiks“ bezeichnet, wurde van Oosten 2012 in den Niederlanden für ihre Bemühungen um die Erhaltung von Kunststoffgegenständen und die Verbreitung von Wissen an andere Institute zum Ritter geschlagen.

TROTZ SOLCHEN ERFOLG Geschichten wird die Konservierung von Kunststoffen wahrscheinlich schwieriger. Alte Gegenstände verfallen weiter. Schlimmer noch, biologisch abbaubare Kunststoffe, die auf Zerfall ausgelegt sind, werden immer häufiger verwendet.

Und hier steht mehr auf dem Spiel als einzelne Objekte. Ferreira stellt fest, dass Archäologen zuerst die großen materiellen Zeitalter der Menschheitsgeschichte – Steinzeit, Eisenzeit usw. – definiert haben, nachdem sie Artefakte in Museen untersucht hatten. Wir leben jetzt in einem Zeitalter des Plastiks, sagt sie, „und was wir heute sammeln, was wir bewahren wollen … wird einen starken Einfluss darauf haben, wie wir in Zukunft gesehen werden.“

Zukünftige Archäologen, die die Hinterlassenschaften des 21. Aber wenn die Bemühungen um den Erhalt von Museen erfolgreich sind, werden diese Wissenschaftler vielleicht auch erkennen, dass Plastikgegenstände heute kulturell bedeutsam sein können – und sogar geschätzt werden.

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