论文部分内容阅读
作为造纸术发明国,纸张被广泛地应用于中国的各个时期各个地方各个领域,拥有数目庞大的纸质文物。然而纸质文物本身材质易于氧化和水解,且容易受到紫外线、温度、湿度以及霉菌病虫害等侵蚀。因此,加强纸质文物保护与修复具有重要意义。聚丙烯酸酯由于其具有成膜性好、附着力好、透明性高、反应条件温和以及价格低廉等优点,已广泛应用于建筑、皮革、电子器件以及文物保护等各项领域。但聚丙烯酸酯仍有许多不足之处,本文针对纸质文物保护材料的要求,对聚丙烯酸酯进行改性,具体内容如下:(1)为了提高与纸张的亲和性,选取纤维素衍生物羧甲基纤维素(CMC),并用甲基丙烯酸对其改性,使其具有双键,能更好地参与丙烯酸类单体的共聚反应。为了改善膜的耐候性、生物惰性与硬度,将硅溶胶改性聚丙烯酸酯,制备了羧甲基纤维素-硅改性聚丙烯酸酯复合材料。对所制备的复合材料进行稳定性、粘度、表面张力、接触角、吸水率等性能测试以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重(TG)和透射电子显微镜(TEM)等表征分析。实验结果发现,所制备的材料的粘度在16-24mPa·s之间,说明其渗透性较好,能全方位地保护纸纤维。综合考虑,选择了含6%改性硅溶胶的CMC-Si-3对纸样品进行涂覆,并对其进行模拟应用、干热老化实验、可逆实验以及扫描电子显微镜(SEM)分析等。结果表明所制备的材料对宣纸具有较好的保护性能和可逆性能。(2)由于羧甲基纤维素具有亲水性,且聚丙烯酸酯的耐水性也较为普通,因此选择甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)进行疏水性以及耐水性等方面的改性。对所制备的复合材料进行性能表征和仪器分析后,结果发现含25%DFMA的复合材料的溶胀率(5.0%H2SO4)仅为6.1%,接触角为96.92°,表明疏水性与耐水性、耐酸碱性具有较大的提高。老化与可逆结果表明,所制备的复合材料能较好的保护纸张,防止老化同时能微损除去保护膜。(3)在保留DFMA良好的疏水性的基础上,选择改性微晶纤维素(MCC)和改性纳米TiO2来增强膜的亲和性以及抗紫外性。由于改性纳米TiO2使得膜表面相对粗糙,接触角达到了104.35o。紫外结果表明微晶纤维素-二氧化钛-氟-苯丙复合材料在紫外线区280-350nm处具有较好的吸收。老化结果表明,所制备的复合材料能减缓老化速率。可逆结果表明乙酸乙酯可溶解除去保护膜,但是乙酸乙酯缓慢水解产生酸性物质,破坏纸质文物。(4)为了更好的抗紫外性以及更长的使用寿命,本章选取有机紫外吸收剂UV-327来改善性能。紫外可见吸收光谱结果显示了在紫外光区,乳液的透过率接近于0,而可见光区乳液的透过率达到了80%以上,具有较好的透光性。干热老化与紫外老化实验均表明了所制备的材料可以保护纸质文物远离高温低湿和强紫外线对其的危害。可逆实验结果发现未老化已可逆实验的纸样的抗张强度平均值为351.76N·m-1,是空白纸样抗张强度98.3%,说明乙醇对纸纤维破坏较小。且乙醇价廉易得,且低毒,是可逆实验中较好的溶剂。(5)为了使膜具有自愈合性能,将CaCO3微胶囊应用于聚丙烯酸酯材料中,由此改善膜的疏水性以及自愈合性。结果表明,该复合材料的膜因外力损坏后,因其中胶囊的作用,可对该损坏处实现自愈合。结合干热老化实验结果,该材料具有较好的保护和自愈合功能,为纸质文物长期有效保护,提供了较好的应用基础。