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纳米SiO2改性丙烯酸酯类文物保护材料b72研究

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纳米SiO2改性丙烯酸酯类文物保护材料B72研究

作者：韩炜师西北大学

学位级别：硕士

具有重要历史、艺术及科学价值的彩绘类文物是中国古代常见的艺术表现形式,但由于受到颜料、胶料的老化等自身因素和温湿度、光照度变化等外界环境因素的影响,彩绘类文物出现了起甲、脱落等多种病害。目前,在彩绘文物的保护中常使用现... 详细信息

具有重要历史、艺术及科学价值的彩绘类文物是中国古代常见的艺术表现形式,但由于受到颜料、胶料的老化等自身因素和温湿度、光照度变化等外界环境因素的影响,彩绘类文物出现了起甲、脱落等多种病害。目前,在彩绘文物的保护中常使用现代高分子材料,其性能的好坏将直接影响着文物保护的效果和寿命。在众多的保护材料中,丙烯酸类文物保护材料——Paraloid B72（简称b72）是最常用的材料,但b72薄膜在紫外线等环境因素的影响下,会逐渐发黄、变脆,限制了材料保护性能的发挥。因此,如何根据文物保护的具体实际,最大程度的改善保护材料的使用缺陷,研制出性能更佳的文物保护材料,已成为文物保护工作的重要内容。纳米SiO2是近年来应用较广的改性材料,可显著增强被改性材料的耐腐蚀、抗老化等方面的性能,但目前很少将纳米Si02应用于文物保护工作中,尤其还未就纳米SiO2改性b72展开过研究。本文首次利用纳米Si02类材料——SP1-5702对b72进行改性试验,旨在探讨纳米Si02改性b72的可行性,提高b72材料的防光老化性能,并确定最佳改性条件。论文主要研究内容如下：第一部分：Si02纳米材料的改性研究。实验选用去离子水与无水乙醇为溶剂,以纳米材料沉淀率、加入溶剂后b72的成膜性两项为衡量标准,进行单因素试验,确定去离子水与无水乙醇的适宜比例。在此基础上利用正交试验、以Si02沉淀率为因素衡量指标,进一步分析偶联剂用量、乳化剂用量、超声波时间和超声波温度四个因素对纳米材料分散性能的影响,L9（34）正交试验结果表明纳米材料的最佳分散条件为：去离子水与无水乙醇体积比为15：85,偶联剂KH550用量为纳米材料质量的1%,乳化剂OP-10用量为纳米材料质量的3%,超声波温度60℃,超声波时间120min。第二部分：纳米SiO2改性b72研究。实验用2-10%不同质量浓度的Si02纳米材料对b72进行改性,制得改性b72膜材料,并利用254nm紫外灯对改性膜材料进行光老化试验。通过对比b72改性前后的外观变化、润湿角变化,以及紫外老化过程中改性b72成膜的失重率、力学强度、红外光谱分析等指标的分析测试,找出改性b72所需的最佳Si02浓度。经分析SiO2含量为b72质量的8%、8.5%、9%时,改性b72的综合性能优于其他浓度的改性材料。第三部分：改性b72保护模拟彩绘样品研究。为进一步找出对b72改性的Si02纳米的最佳含量,并考察各改性材料对彩绘文物保护的实际效果,设计模拟彩绘保护及紫外老化试验,通过对模拟彩绘样品保护前后的色度、润湿角变化,以及紫外老化过程中彩绘模拟样块的色度变化等指标,进一步对改性b72材料进行评价。实验结果表明：纳米含量为b72质量的8%时,材料具有良好的抗紫外性能,对模拟样块外观改变较小,是优良的彩绘文物表面保护材料。

关键词：文物保护材料 Paraloid B72 纳米SiO2 SP1-5702

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纳米TiO2改性文物保护材料研究

纳米TiO2改性文物保护材料研究

作者：李迎西北大学

学位级别：硕士

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... 详细信息

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。

关键词：文物保护材料纳米TiO2 WD-10 Paraloid B72 大足石刻

用于古代建筑油饰彩画颜料层加固材料的合成研究

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用于古代建筑油饰彩画颜料层加固材料的合成研究

作者：李明华西北大学

学位级别：硕士

文物保护有其特有的理念和原则,选择合适的材料对文物保护和修复,一直是研究的热点问题。本研究利用乳液聚合的原理合成了一种用于古代建筑油饰彩画颜料层的加固材料—有机硅改性聚丙烯酸酯乳液,并测试了其基本性能。研究中选择... 详细信息

文物保护有其特有的理念和原则,选择合适的材料对文物保护和修复,一直是研究的热点问题。本研究利用乳液聚合的原理合成了一种用于古代建筑油饰彩画颜料层的加固材料—有机硅改性聚丙烯酸酯乳液,并测试了其基本性能。研究中选择了甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸为单体,OP—10、MS—1为乳化剂,过硫酸铵为引发剂,N-羟甲基丙烯酰胺为交联剂,有机硅单体A171为改性剂,考察了不同单体配比、乳化剂配比、玻璃化温度、添加剂等对结果的影响。对于合成的有机硅改性聚丙烯酸酯乳液进行了系列性能测试,包括耐水性测试、耐腐蚀性测试、光稳定性测试等,材料性能测试表明该有机硅改性聚丙烯酸酯乳液是适用于文物保护的性能优良的加固材料。该材料与目前常用的Paraloid B72、Primal AC33进行了的对比实验。结果表明:新开发的材料在在耐水和耐腐蚀性上远远优于Paraloid B72和Primal AC33;在光稳定性,粘结强度上与Paraloid B72和Primal AC33相同;环保性能优于Paraloid B72。新材料有望用于古代建筑油饰彩画表面颜料层的加固和保护。

关键词：文物保护颜料表面加固材料功能性丙烯酸乳液 Paraloid B72 Primal AC33

常用有机高分子文物保护材料的光老化改性研究

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常用有机高分子文物保护材料的光老化改性研究

作者：杨璐西北大学

学位级别：硕士

利用有机高分子文物保护材料对文物进行保护是一种重要的保护文物的方法。但是，由于有机高分子材料自身稳定性能的限制，在紫外光的照射下将发生由于光老化而形成鳞片状剥落、泛黄、产生斑纹、堵塞微孔等状况。传统的文物保护材料研究... 详细信息

利用有机高分子文物保护材料对文物进行保护是一种重要的保护文物的方法。但是，由于有机高分子材料自身稳定性能的限制，在紫外光的照射下将发生由于光老化而形成鳞片状剥落、泛黄、产生斑纹、堵塞微孔等状况。传统的文物保护材料研究只注重材料对文物的保护特性的研究，对材料自身光稳定性能的研究较少，更没有采用稳定剂对文物保护材料进行光老化改性的报道。本课题首次采用了紫外线吸收剂对常用文物保护材料进行改性，并通过漫反射光谱技术和傅里叶红外光谱衰减全反射光谱技术(ATR-FTIR)对改性材料及未改性材料的光老化过程进行监测，评价其改性效果，最终得出针对不同文物保护材料的最佳改性方案。 Paraloid B72是现今最常用的一种文物保护材料，但它的耐光老化性能并不十分理想，老化后会变脆。本文通过常用的两大类5种紫外线吸收剂——UV326、UV327、UV328、UVP、UV531对b72进行了改性，并对各自的改性效果进行了系统的考察，得出了b72的最佳改性配方，即采用3％UV327进行共混改性。 MDI型聚氨酯也是文物保护中的一种常用材料，但它不耐光老化，易变黄。本文采用几种紫外线吸收剂及其混合吸收剂对MDI型聚氨酯进行了改性，并监测其改性效果，最终得出了MDI型聚氨酯的最佳改性配方，即采用0.5％UV328+0.5％UV531进行三元共混改性。环氧树脂在文物保护中的应用也非常广泛，但它的光稳定性差。本文采用了2种4个浓度的紫外线吸收剂对其进行改性，并对改性效果进行了系统的评价，最终得出了环氧树脂的最佳改性方案，即采用3％UV328进行共混改性。同时本课题还首次采用有机聚合物光老化失重、涂膜硬度、可逆性等参数的变化，评价了3种改性文物保护材料的耐光老化性能，从而从物理指标方面对改性材料的性能进行佐证。该工作对文物保护的发展具有一定的理论和现实意义，研究具有创新性。

关键词：文物保护光稳定 Paraloid B72 MDI型聚氨酯环氧树脂