纳米TiO2改性文物保护材料研究

作     者：李迎 

作者单位：西北大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王丽琴

授予年度：2012年

学科分类：0601[历史学-考古学] 06[历史学] 

主      题：文物保护材料 纳米TiO2 WD-10 Paraloid B72 大足石刻 

摘      要：我国拥有数量众多的文物,其中有大量暴露在户外,千百年来经历着外界环境的变化,文物本体材料变得极为脆弱,所以要采取必要的措施对文物进行保护,以达到最大限度的延长文物寿命,尽可能长时间的为人类文明发展服务的目的。采用保护材料加以干涉就是常用的一种手段。随着文物保护材料研究的发展,发现目前常用的文物保护材料或多或少都存在着一些缺陷,已不能满足文物保护的要求,因此,研制性能优异的文物保护材料已成为文物保护研究的一个重要方向。本文主要研究采用纳米TiO2改性常用文物保护材料WD-10Paraloid B72,主要内容可分为三部分： 第一部分：纳米TiO2分散方法的研究。对影响纳米材料分散的八个因素用正交表L27(313)安排进行正交试验,以全面覆盖所有实验条件而减少试验量。试验中以纳米Ti02的沉淀量为指标,并对纳米TiO2溶液进行紫外-可见光谱分析,结果表明在12号实验条件下,纳米TiO2的分散性能最好。其分散条件为：偶联剂采用KH550,用量为纳米材料质量的1%,乳化剂为OP-10,用量为纳米材料质量的3%,超声温度30℃,超声30min,搅拌器转速为8000r/min,70℃搅拌1h。 第二部分：纳米TiO2改性文物保护材料WD-10的研究。本实验首先进行了不同浓度的纳米改性WD-10用于石材样品上的实验研究,通过对保护后石材的紫外一可见光谱分析、色度、吸水性、疏水性、透气性、安定性试验、紫外老化等一系列性能试验,筛选出性能较好的WT05、WT10进行下一步用于大足石刻石质文物样品上的研究。针对大足地区的环境特点,进行疏水性、抗折度、安定性试验、人工气候老化、扫描电镜微观形貌观察等分析测试,最终确定WT10为性能最佳的材料,可用于大足石质文物的防风化保护。 第三部分：纳米TiO2改性文物保护材料Paraloid B72的研究,首先进行了不同浓度的纳米改性Paraloid B72膜材料的试验研究,通过疏水性、紫外-可见光谱分析、紫外老化、红外光谱分析、扫描电镜微观形貌观察等一系列分析测试,选择BT05、BT10的性能较好,将其用于模拟大足彩绘文物样块上的实验,并有针对性的模拟大足地区环境特点来对样块进行老化。实验结果表明BT05具有较好的抗紫外性能,并能够改善使用B72材料会使彩绘颜色加深的现象,因此较为适合大足的彩绘文物保护。