peintures et vernis - chimie.

peintures et vernis - chimie. 1 PRÉSENTATION peintures et vernis, produits liquides contenant des pigments, un diluant et / ou un liant se solidifiant à l'air et utilisés pour recouvrir des surfaces dans un but artistique, décoratif, protecteur ou informatif. Les peintures résultent d'un mélange de pigments (substances colorées, stables et inertes) et d'un liant fluide, comme l'huile de lin, ou un émulsifiant ; le vernis est une solution translucide qui se solidifie en un revêtement protecteur ; les vernis opaques sont des laques. 2 HISTORIQUE Les premiers exemples connus de représentations picturales remontent au magdalénien, dont les peintures pariétales de la grotte de Lascaux, en France, sont parmi les plus célèbres. En Asie, on a retrouvé des témoignages de l'utilisation de pigments extraits de minerais, de préparations et de composants organiques dès le VIe millénaire av. J.-C. L'indigo, pigment extrait de l'indigotier, était déjà employé en ancienne Égypte. La gomme arabique, le blanc d'oeuf, la gélatine et la cire d'abeille furent les premiers liants de ces pigments. En Chine, dès le IIe siècle av. J.-C., on se servait des laques en architecture. L'huile de lin ne fut utilisée par les artistes qu'à partir du XVe siècle. La céruse, pigment blanc à base de plomb, fut largement employée au XVIIe siècle, ainsi que la chaux diluée, pour recouvrir les parois des habitations. La peinture prête à l'emploi n'apparut dans le commerce qu'au siècle dernier. 3 COMPOSITION CHIMIQUE DES PEINTURES Une préparation de peinture est essentiellement composée d'un liant, d'un ou de plusieurs pigments et d'un solvant. Le liant, en général un polymère ou une huile non saturée ou siccative, forme un enduit adhérent. Cette huile est un ester issu de la réaction d'un acide carboxylique à chaîne longue, comme l'acide linoléique, avec un alcool lourd, comme la glycérine. Le pigment est dilué dans le liant et confère à la pâte sa couleur. Le solvant, ou diluant, s'évapore au contact de l'air. Un mastic, contenant des composés pulvérulents comme le kaolin ou la barytine, augmente la cohésion et l'adhérence de la pellicule sèche de peinture. 3.1 Liants La structure moléculaire d'une huile siccative type, l'huile de lin, est la suivante : Si cette substance est exposée à l'oxygène de l'air, les extrémités non saturées de la chaîne hydrocarbonée, aux endroits de la double liaison C 9 C, sont attaquées et un oxyde se forme, conduisant ainsi à une macromolécule résistante et insoluble : L'huile siccative est donc un monomère qui se transforme en polymère une fois appliquée. Si le liant est un polymère synthétique, il est dispersé dans un solvant approprié afin que, lors du séchage, les macromolécules s'associent. La solidification est améliorée par un catalyseur de polymérisation appelé siccatif. Les polymères synthétiques les plus communs comprennent : les résines alkydes -- polyesters d'alcool polyhydroxylés, tels que le glycérol, avec un acide polybasique tel que l'acide phtalique --, la nitrocellulose, dans laquelle la cellulose est dépolymérisée ; les résines phénoliques, acryliques, époxy et les polyuréthannes. Voir aussi Polymères ; Macromoléculaire, chimie ; Plastiques, matières. 3.2 Pigments Un pigment de peinture est une poudre fine qui rediffuse la lumière du spectre visible, ce qui donne lieu à un effet de blanc, ou qui absorbe certaines longueurs d'onde, ce qui produit la couleur. Le mélange des pigments détermine la couleur souhaitée. En peinture, il existe trois couleurs primaires : le jaune primaire, le bleu cyan et le rouge magenta. Leur mélange permet d'obtenir toutes les couleurs saturées du spectre visible. Le mélange en proportions égales de deux couleurs primaires donne lieu à la couleur complémentaire de la troisième : en mélangeant du magenta et du jaune, on produit de l'orangé, complémentaire du bleu cyan ; avec du magenta et du cyan, on obtient le violet ; avec le jaune et le cyan, on prépare le vert. On ajoute le blanc et le noir pour obtenir toutes les tonalités du spectre visible. Est dégradée une couleur à laquelle l'on ajoute du blanc ; si, en revanche, l'on ajoute du noir, ou encore une couleur plus sombre, on dit de cette couleur qu'elle est rabattue. Les pigments blancs sont généralement des oxydes inorganiques, comme le dioxyde de titane (TiO2), l'oxyde d'antimoine (Sb2O3) et l'oxyde de zinc (ZnO). D'autres composants inorganiques blancs insolubles sont d'un usage courant : le sulfure de zinc (ZnS), la céruse et le sulfate de baryum (BaSO4). L'oxyde de fer, jaune, rouge ou brun (Fe2O3), l'oxyde de chrome, vert (Cr2O3), l'oxyde de plomb, rouge (Pb3O4) sont d'autres pigments à base d'oxydes inorganiques. Les chromates de plomb, de zinc, de strontium et de nickel offrent des teintes variées de jaune et d'orange. Un grand choix de pigments organiques permet d'obtenir d'autres couleurs. Voir aussi Couleur ; Pigment (chimie) ; Colorants. 3.3 Solvants Le solvant, ou diluant, le plus commun des peintures à l'huile est la térébenthine -- mélange d'hydrocarbures cycliques contenant dix atomes de carbone -- ou un mélange d'hydrocarbures volatils dérivés de distillats du pétrole. Pour la plupart des liants synthétiques, le solvant utilisé est un alcool, une cétone ou un ester. 3.4 Peintures spéciales Les peintures-émail, vitreuses, peuvent être opaques ou transparentes ; elles colorent le support d'une façon inaltérable et lui donnent de l'éclat. L'émail à proprement parler se compose généralement d'oxydes métalliques, qui en détermineront la couleur, de sable silicieux, d'un mélange d'hydroxyde de potassium et de soude. Cette préparation est fondue à chaud et adhère au support, généralement métallique, lors de son refroidissement. Les peintures-émail peuvent être déposées à froid et sont diluées dans de l'huile de lin brune et un vernis de haute qualité. Les peintures lumineuses contiennent différents sulfures phosphorescents de baryum, de strontium et de calcium. Les aquarelles des artistes sont conditionnées en pâtes sèches ou humides. Dans les deux cas, elles contiennent les pigments les plus fins, broyés dans de la gomme arabique ou de la dextrine. Pour les rendre humides, on y ajoute du glycérol. La peinture au latex diluée à l'eau est apparue en 1949. Le liant synthétique est une émulsion, dont les particules en suspension dans l'eau s'agglomèrent après évaporation, formant ainsi une pellicule relativement solide. La pellicule est suffisamment poreuse pour permettre le passage de l'humidité, ce qui réduit la formation de cloques. La plupart des peintures au latex sont limitées à l'usage interne et sont appréciées, car inodores et d'application facile. Dans certains cas, les peintures à émulsion solide (peintures en poudre) remplacent les peintures liquides. Elles sont pulvérisées sur une surface métallique, notamment pour la finition de machines ou d'huisseries, et adhèrent par attraction électrostatique. La chaleur liquéfie la poudre, qui se transforme en une pellicule. 3.5 Vernis et laques Les nombreuses modifications qui interviennent dans la composition et la préparation des vernis rendent leur classification difficile. Le vernis à l'alcool, par exemple, est une résine dissoute dans un solvant volatil ne contenant aucune huile siccative ; le vernis à l'asphalte est une solution d'asphalte qui produit un revêtement opaque, noir. Appliqué en mince pellicule, le vernis durcit en séchant. Les laques englobent certains vernis naturels et synthétiques, comme le vernis du Japon, issu de la résine d'un sumac japonais Rhus verniciflua. On ajoute parfois des pigments et des diluants. La matière qui en résulte s'applique en couche fine sur le bois, le métal ou la céramique. Une fois durcie, la laque est polie délicatement avec un abrasif, puis une autre couche est appliquée. Les laques commerciales utilisées pour peindre des objets métalliques sont souvent à base de nitrate ou d'acétate de cellulose. Voir aussi Laque ; Peinture à l'huile ; Peinture. Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation. Tous droits réservés.