高分子文物保护涂层材料的稳定性能及在彩绘文物保护中的应用研究

摘要

本文采用傅立叶红外光谱技术跟踪了目前常用的11种高分子保护材料在降解期间发生的化学变化、鉴定了降解产物。实验结果表明各种材料老化前后的红外谱图均有不同程度的改变，说明它们的分子结构都或多或少发生了变化。特别是聚醋酸乙烯酯、PU乳液、芳香族聚氨酯、丙烯酸清漆等的分子结构变化较大，而Primal AC 33、B72、有机硅和UV326改性B72相对较小，材料的耐老化性能较好。 采用分光光度仪测量保护材料加固后颜料在老化前后的颜色改变，可以看出环氧树脂、聚醋酸乙烯酯引起颜色的改变较大，随老化时间的延长，改变幅度增大。同一保护材料对于不同颜料的影响也不相同，老化后的铅丹、朱砂颜色变化大于其它颜料的变化。这是因为不同的颜料吸收不同波长的光子，实现基态向激发态的跃迁，光照射改变了颜料的分子结构和内在成分，造成颜料的晶相转变、化学键的断裂等。 采用自行改制的粘接强度仪定量测量保护材料老化后粘接强度的改变。实验结果表明所有加固材料均提高了颜料的粘接强度，不同加固材料对颜料的粘接强度改善作用有差别。PrimalAC33、改性B72、B72的粘接性能相对较好，环氧树脂、有机硅、聚乙烯醇的粘接性能次之，而聚醋酸乙烯酯、芳香族聚氨脂、PU乳液、丙烯酸清漆和聚乙二醇600的粘接性能较差；同种加固材料对不同颜料粘接强度提高的程度也不相同。老化后加固的朱砂、铅丹的粘接强度大于石绿、石青，这与颜料特性、颗粒度、颜料颗粒与加固材料之间的结合力等因素有关。实验进一步将B72和UV326紫外线吸收剂改性的B72保护材料施加于彩绘文物表面，采用分光光度仪和粘接强度仪测量加固文物样品在老化前后颜色、粘接强度的变化。老化后改性B72保护的文物颜色改变比B72保护的文物颜色改变小，老化后粘接强度高，说明加入紫外线吸收剂UV326降低了B72材料的光降解速率，有效的抑制了材料的光老化，并且提高了材料与文物颜料之间的粘结力。 监测B72和改性B72保护文物的吸水率、耐酸碱等物理性能。实验数据表明文物经保护后的吸水性、耐酸性均有所提高。改性B72的提高程度比B72大。 采用热失重老化实验有效的预测出B72和改性B72保护材料在常温下的使用寿命分别约为10.65年和12.80年，为文物保护提供了更为有效的科学依据。 综上所述，实验通过分析应用于不同颜料的11种高分子材料老化前后的颜色、粘接强度以及高分子材料的红外光谱等指标的变化，筛选出性能较好的B72和改性B72保护材料应用于彩绘文物的保护之中，进而通过耐光老化、粘接强度、吸水率、耐酸性等性能测试证明了加入紫外线吸收剂IJV326可以降低B72材料的光降解速率，有效的抑制了材料的光老化，起到一定的屏蔽作用，建议在彩绘文物的保护中应推广使用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1彩绘文物的保护现状

1.2彩绘文物保护材料的类型

1.2.1文物中的高分子材料

1.2.2文物保护的高分子材料

1.3彩绘文物保护材料的要求

1.3.1光学特性的要求

1.3.2物理性能的要求

1.3.3保护性能的要求

1.4保护材料耐老化性能研究的常用技术

1.4.1物理测量技术

1.4.2化学测量技术

1.5材料的使用寿命预测

1.6立题思路及意义

参考文献

第二章样品的制备、方法及仪器

2.1实验材料及试剂

2.1.1 Primal AC 33

2.1.2 B72

2.1.3有机硅

2.1.4 PU乳液

2.1.5环氧树脂

2.1.6聚醋酸乙烯酯

2.1.7聚乙烯醇

2.1.8芳香族聚氨酯

2.1.9丙烯酸清漆

2.1.10聚乙二醇600

2.1.11 UV326改性B72

2.1.12试剂

2.2样品制备

2.2.1制颜料板

2.2.2制膜

2.2.3文物样品

2.3实验方法

2.3.1光老化

2.3.2热老化

2.4实验仪器及测试条件

2.4.1实验仪器

2.4.2测试条件

参考文献

第三章高分子文物保护材料的漫反射光谱分析及红外光谱分析

3.1漫反射光谱法

3.1.1主波长、色纯度变化

3.1.2反射率的变化

3.2材料的光稳定性

3.2.1傅立叶变换红外光谱法

3.2.2光降解机理的研究

3.3小结

参考文献

第四章高分子文物保护材料应用于颜料中的耐老化性能研究

4.1颜色变化分析

4.1.1颜料主波长、色纯度的变化

4.1.2颜料反射率的变化

4.2粘接强度的变化

4.2.1粘接强度测量方法

4.2.2粘接强度变化分析

4.3小结

参考文献：

第五章彩绘文物的保护

5.1彩绘文物保护的前处理

5.1.1彩绘脱落原因分析

5.1.2颜料成分分析

5.1.3去污、除盐、干燥等处理

5.2彩绘文物的浸渗处理

5.2.1浸渗率

5.2.2保护材料的浓度

5.2.3渗透时间

5.2.4浸渗条件(温度、压力)

5.3文物加固后的性能评价

5.3.1粘接强度测试

5.3.2耐酸碱测试

5.3.3吸水率测试

5.3.4结果分析

5.4彩绘文物的耐老化性能

5.4.1文物颜料颜色变化

5.4.2文物粘接强度变化

5.4.3保护材料的表面变化及可逆性

5.5小结

参考文献

第六章热失重老化寿命预测

6.1热老化实验

6.1.1样品制备

6.1.2老化方法

6.2结果与讨论

6.2.1实验条件选择

6.2.2测试结果

6.2.3热老化寿命估算

6.3小结

参考文献

第七章结论

在已完成工作的基础上，所发表的文章

致谢