材料在文物保護中的應用

1、<p>　　材料在文物保護中的應用</p><p>　　摘要: 本文從材料在文物保護過程中的重要作用出發(fā)，介紹應用于文物保護的前沿技術(shù)和材料，系統(tǒng)科學的評價文物保護處理中選用材料的綜合性能及應用方向，從而對文物保護過程中選用穩(wěn)妥可靠的材料提供依據(jù)，對保護人類文化遺產(chǎn)和促進文物研究具有重要的意義。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：文物保護材料 </p><p>

2、;　　中圖分類號：G263文獻標識碼： A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　歷史文物是我們祖先勞動、智慧和革命精神的結(jié)晶，具有重要的歷史、藝術(shù)和科學價值，是國家文化的內(nèi)涵底蘊。文物保護是一門多學科、多領域相互交叉的邊緣學科 ,涉及的范圍廣泛。材料科學作為基礎應用學科在文物保護研究與處理過程中占有很重要的地位。 </p>

3、<p>　　當我們對文物實施保護處理時首先考慮到的是它的材質(zhì)和保存現(xiàn)狀，以及物理載荷和化學環(huán)境等。從某種意義上講，文物保護工作就是通過對文物材料及文物于涉材料的研究，以達到延長文物保存時間的目的[1]。 </p><p>　　上個世紀后半葉，生物工程、新材料等領域不斷革新，這些影響滲透到包括文物保護領域在內(nèi)的各行各業(yè)各個領域，文物保護技術(shù)在新世紀必將發(fā)生重大變革。目前國內(nèi)外常用的封護劑有甲基丙烯酸樹脂、

4、聚氨脂、聚醋酸乙烯脂等。這些材料的耐老化時間一般只有幾年時間，可逆性不好，存在一定的局限性，在新的世紀里對封護材料的保護性能提出更高的要求。氟碳有機氟材料由于具有超耐候性、耐化學性、氧透過性低、阻燃性等卓越性能被廣泛地應用到文物保護工作中，如：古建、石刻封護劑，金屬文物的防銹涂料，有機文物加固劑。隨著納米材料在許多領域的應用，成為材料科學研究的熱點，其也必將從文物保護新材料中脫穎而出應用于古建、石刻、金屬文物、有機文物、博物館環(huán)境的保護

5、工作[2]，目前在文物保護中應用比較廣泛的材料做如下分析。 </p><p>　　1. 高分子材料在文物保護中的應用 </p><p>　　有機高分子材料是文物保護中使用的一類重要的材料，在文物保護中被用做文物的加固材料、粘接材料、表面封護材料等。在文物保護中使用的高分子材料包括：天然有機高分子材料（多糖、 蛋白質(zhì)、 蠟等）；水溶性合成樹脂；溶劑型合成樹脂；反應型高分子材料；高分子樹脂乳液

6、等[3]。其在保護及修復石質(zhì)文物、壁畫、古建筑、博物館藏品等方面發(fā)揮重要作用[4]。以下為常用的高分子文物保護材料：環(huán)氧樹脂粘結(jié)力特別強，可以粘合各種金屬和非金屬材料。例如，應用環(huán)氧樹脂膠粘劑可以修補、粘接斷裂的石雕藝術(shù)品，殘破的陶器和瓷器，以及用來加固和粘接古建筑木構(gòu)件等。聚乙烯醇縮丁醛乙醇溶液被用來保護古代壁畫的畫面和用于金屬文物的表面保護，以及加固脆弱的古代紡織品等方面，效果均不錯。聚乙烯醇溶液和聚醋酸乙烯醋乳液也經(jīng)常被用來封護古

7、代壁畫的畫面層或加固、粘貼壁畫的地仗層。聚醋酸乙烯醋乳液還常常被用來滲透加固古代脆弱的陶器、瓷器、骨器、角器、石器、象牙制品等。丙始酸酣乳液用于古代壁畫顏色的保護和金屬文物的滲透加固，效果比較好。另外，丙烯酸醋乳液還可用來加固古文化遺址或古墓葬的地基。不飽和聚醋樹脂配合無堿玻璃布作成玻璃鋼代替糟朽木材應用在</p><p>　　2. 納米材料在文物保護中的應用 </p><p>　　納米材

8、料具有表面效應、小尺寸效應和量子尺寸效應等基本特性。納米材料在文物保護中具有的超雙親界面、抗紫外線和耐老化、透明和防遮蓋及耐腐蝕抗氧化等其他材料所無法比擬的特性。針對目前文物保護中存在的問題，納米材料可應用于石質(zhì)文物保護中，納米技術(shù)應用在石質(zhì)文物裂隙注漿中[7-8]。MDI型聚氨酯廣泛應用于秦俑彩繪陶器保護中，以物理共混方式采用超聲波分散將納米材料添加到MDI型聚氨酯中，可提高耐光老化性[9]。納米材料在金屬文物[10]、陶器、紡織品等

9、[11]有機質(zhì)文物等的保護中都有應用。雖然納米材料應用于文物保護具有廣闊的前景但是目前納米材料在文物保護中的應用仍處于研究階段還有許多問題亟待解決，如納米粒子極易相互吸附而發(fā)生團聚降低了納米材料的優(yōu)異性能，降低納米復合材料的耐紫外穩(wěn)定性。隨著制備方法的改進、理論的不斷完善及對其機理的不斷深入研究，納米技術(shù)將在文物保護中得到更廣泛的應用[11]。 </p><p>　　3. 無機膠凝材料在文物保護中的應用 <

10、/p><p>　　在人類早期的建筑活動中，粘土、石灰、石膏、火山灰是最早被使用的膠凝材料。因此許多土磚石結(jié)構(gòu)的古遺址、古建筑中都使用過這類早期的膠凝材料?，F(xiàn)在，這類材料已成為最重要的文物保護用材料。針對文物不同程度的損傷，如開裂、剝落甚至坍塌等狀況要進行加固處理。常用的無機加固材料有生石灰、氫氧化鈣、硅酸鹽、氫氧化鋇等。古建筑、石質(zhì)文物或者陶質(zhì)文物表面腐蝕或剝落以致殘缺，使其表面的文化特征（如雕刻紋飾或文字等）逐漸消

11、失。解決這類問題，要選用合適的修補材料，采用適當?shù)男扪a技術(shù)（如粘結(jié)、壓力灌漿、補缺）來修復文物。對于古城墻的修補，我國使用的技術(shù)主要有粉刷涂料勾縫、替磚修復、磚粉修復、外貼仿制面磚、壓力灌漿等。用于文物修補的無機材料有石灰、水泥、石膏、粘土、石灰石粉等[12]。 </p><p>　　4. 仿生無機材料在文物保護中的應用 </p><p>　　仿生合成技術(shù)是模擬生物礦化過程，以有機物的組裝

12、體為模板控制無機物的結(jié)晶形成，制備出具有特殊結(jié)構(gòu)和功能的新型材料。生物礦化最主要的特征就是從分子水平控制無機礦物相的結(jié)晶析出，從而使生成物具有優(yōu)良的物理和化學性質(zhì)。仿生無機材料具有耐候性優(yōu)越、與基底石材相容性好、合成條件（常溫常壓）溫和及對環(huán)境無污染等優(yōu)點，為石質(zhì)文物的保護工作開辟了一條新的途徑。利用仿生技術(shù)模擬生長此類保護膜用于文物保護無疑具有誘人的前景[12]。仿生仿生無機材料具有優(yōu)越的耐候性、與基底石材相容性好、合成條件（常溫常壓

13、）的溫和性以及對環(huán)境無污染等優(yōu)點，是一種很有潛力的新型石質(zhì)文物保護材料。人們已經(jīng)在石質(zhì)文物表面發(fā)現(xiàn)了一類能夠長期保護表面石刻文字的生物礦化膜，其中已經(jīng)得到確切證明的有以草酸鈣為主要成分的無機膜，也可能還有以磷酸鈣為主要成分的其他生物無機膜。利用仿生技術(shù)可以在文物表面形成一層很薄的無機保護物質(zhì)，該保護層具有許多令人十分贊賞的優(yōu)點，如：具有致密有序的結(jié)構(gòu)，半透明的外觀，耐候性極佳，耐磨性好，與基底結(jié)合牢固，甚至具有可適當調(diào)控的性能和結(jié)構(gòu)。另

14、外，其合成方法與環(huán)境的友好性，以及能在生理環(huán)境下實現(xiàn)施工的優(yōu)越性，都顯現(xiàn)出</p><p>　　5 涂料在文物保護中的應用 </p><p>　　化工涂料行業(yè)的產(chǎn)品隨著各行業(yè)的需求，發(fā)展非常迅速，并早已廣泛應用于文物部門的古建筑維修保護。由于文物保護科技需求，文物保護處理使用的涂護材料，不能改變及損害文物原來的面貌，保護材料必須無色透明，常溫常壓下施工，干燥膜盡量簿，有較強的附著力和較好的

15、長期耐侯、耐老化性能與外界環(huán)境隔絕盡可能長時間不受外界自然環(huán)境的侵蝕阻止其老化腐蝕及磨損等。田金英對用于室外金屬文物表面保護涂料進行了研究，在三大類涂料：有機硅（硅酸鹽）類、丙烯酸和聚氨醋中都選擇出具有代表性的樣品，再經(jīng)實驗室試驗。結(jié)果表明，丙烯酸清漆均不帶顏色它能涂護室外的各種金屬飾件，對金屬文物能起到保護 和裝飾作用，防止大氣腐蝕，文物本身的面貌改變不明顯。王芳等對文物保護中幾種有機聚合物涂料的光降解進行了研究。丙烯酸類涂料的耐老化

16、性能優(yōu)異，不易老化降解，即使降解生成的產(chǎn)物也是不引起顏色變化的物質(zhì)，同時不易改變文物的外觀，具有特殊的功能。這有益于指導人們選取適宜的文物保護材料。生漆、溶劑型樹脂涂料、水基樹脂涂料、耐候性氟涂料等涂料在物保護中都發(fā)揮重要作用。 </p><p><b>　　結(jié)論 </b></p><p>　　科技進步日新月異，隨著材料科學和新技術(shù)的發(fā)展，會有更先進材料用于文物保護中

17、。文物是傳承歷史的重要符號，是不可再生的文化資源，對于文物保護工作，要針對文物本身的特點，結(jié)合文物所處環(huán)境，選擇最合適的文物保護和修復材料及技術(shù)。對于文物保護中使用的材料，其實就是使用材料的某種或幾種性能 ，同時還要考慮材料的綜合性能以及與文物基體材料的相容性。文物保護用材料要在滿足使用性能的基礎上兼顧工藝資源、經(jīng)濟等方面的因素，綜合指導在文物保護過程中的材料選擇、組合及應用。 </p><p><b>

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