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秦俑彩绘保护材料耐老化性能的初步研究

作　者: 张益
导　师: 胡道道
学　校: 陕西师范大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 秦俑彩绘文物保护材料耐老化性
分类号: K879.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

秦始皇兵马俑陪葬坑埋藏有彩绘陶俑、陶马7000余件,目前仅出土了1000余件,还有近6000件彩绘兵马俑有待考古发掘,加上秦始皇帝陵园内已探明的众多陪葬坑内的彩绘文物,将来有大量的彩绘保护工作要做,因此,寻找出一种性能可靠、加固有效的彩绘保护材料与方法显得尤为重要。虽然经过多年的不懈努力,在秦兵马俑彩绘的研究与保护上取得了重大突破,找到了初期加固效果良好的保护方法,为将来的彩绘保护工作奠定了基础,但所用的保护材料是否可靠、合理,目前未见有这方面的专门研究。本研究是对秦俑彩绘保护中所使用的加固材料和一些用于文物彩绘保护方面的商业材料的理化性能和耐老化性能进行比较研究,以了解其抵御环境的能力和不同环境因素对其影响的状况,一方面达到选择出性能更优的保护材料,另一方面,对于已经加固保护过的彩绘兵马俑,在其将来的储存、运输和展览当中,使其免于受到不利环境因素的影响,达到长期妥善保护的目的。本研究通过对7种保护材料的成膜性能观察、长达3年期的室内和室外自然环境老化实验、紫外线照射试验、温度试验、温湿试验、高湿试验、温度和紫外线联合试验、有机溶剂溶解试验、多种化学试剂试验,研究了它们的耐老化性能、可逆性和对其造成影响的主要环境因素；通过红外光谱仪对老化实验前后材料膜的检测与分析,研究了材料膜变黄的机理。本研究初步获得以下结果：1、秦俑彩绘保护中所使用的加固材料PU(聚氨酯乳液)暴露到室外环境中很容易变黄,在5月份的室外自然环境中暴露1-2天,材料膜明显变黄。这是秦俑文物保护科技人员以前从末预料到的。保护材料的变色,会导致文物外观上的变化,对彩绘文物来说,会使原有颜色色调发生改变,这是文物保护原则所不允许的。该发现不仅能使已经经过PU材料保护的彩绘俑今后可得到妥善保存,而且也明示保护人员对PU材料的慎用,并且,已经引起秦俑文物保护科技人员的重视,目前正在积极寻找PU的替代材料。2、试验表明：聚丙烯酸酯乳液材料稳定性能较好,可逆性较强,但不同品牌的聚丙烯酸酯乳液在理化性能上存在着差异。这就提醒文物保护人员在选择保护材料时,必须多选材、多试验。试验还表明,在受试的5种乳液材料中,LR9001聚丙烯酸酯乳液材料的综合性能最好。经进一步研究实验有可能成为秦俑彩绘保护材料PU的替代材料。3、试验表明：在B72和M30两种有机溶剂型保护材料中,M30的耐化学性和耐老化性能欠佳,而B72的综合性能很好,可作为干燥且无生漆层彩绘文物的加固材料。4、通过环境因素对PU膜色调影响的试验研究,结果表明PU的变黄主要是由紫外线和温度两种环境因素引起的。从而为用PU材料加固过的秦俑彩绘及其它文物彩绘的妥善保存提供了科学依据。5、通过对PU黄化膜的红外光谱分析与研究,结果表明PU膜的变黄是由于其光降解和热降解的产物引起的。6、根据文献,评估了兵马俑坑的环境状况,针对已经采用PU材料加固保护过的彩绘兵马俑,提出了一些具体的保护对策建议。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-24
  1.1 秦俑彩绘加固保护研究概况  10-11
  1.2 秦俑彩绘保护试验研究中用到的加固材料  11-18
  1.3 秦俑彩绘保护实践中用到的加固材料  18-19
  1.4 有机高分子文物保护材料抗老化性能研究现状  19-20
  1.5 秦俑彩绘保护材料稳定性能的研究现状  20-21
  1.6 选题依据、目的与意义  21-22
  1.7 创新点  22-24
第2章兵马俑彩绘加固材料的耐老化性能及其影响因素的实验研究  24-56
  2.1 引言  24-25
  2.2 样品的成膜性观察  25-27
    2.2.1 样品及样品制备  25-26
    2.2.2 成膜性观察  26-27
    2.2.3 结果与讨论  27
  2.3 材料的耐老化性能实验  27-34
    2.3.1 引言  27-28
    2.3.2 室外自然环境老化实验  28-33
    2.3.3 室内自然环境老化实验  33-34
    2.3.4 小结  34
  2.4 影响材料变化的环境、化学因素探讨  34-55
    2.4.1 引言  34-35
    2.4.2 实验部分  35
    2.4.3 结果与讨论  35-55
      2.4.3.1 紫外线照射试验  35-38
      2.4.3.2 温度试验  38-39
      2.4.3.3 温湿试验  39-40
      2.4.3.4 高湿试验  40-42
      2.4.3.5 温度和紫外线联合试验  42-43
      2.4.3.6 有机溶剂溶解试验  43-44
      2.4.3.7 化学试剂浸泡试验  44-55
  2.5 小结  55-56
第3章 PU黄化的机理探讨  56-64
  3.1 PU类材料老化机理的研究现状  56-59
  3.2 对PU材料黄化机理的探讨  59-64
    3.2.1 试验方法  59-60
    3.2.2 光作用对PU材料黄化机理的探讨  60-61
    3.2.3 热作用对PU材料黄化机理的探讨  61-62
    3.2.4 结果与讨论  62-64
第4章 PU加固彩绘兵马俑的自然观察与防护对策  64-70
  4.1 引言  64-65
  4.2 对秦俑存放环境的自然观察  65-67
  4.3 结果与讨论  67-68
  4.4 对采用PU加固的彩绘兵马俑的防护对策  68-70
第5章结论  70-72
参考文献  72-78
致谢  78-80
攻读硕士学位期间取得的研究成果  80

秦俑彩绘保护材料耐老化性能的初步研究

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