摘要
纸质文物是人类文明历史的瑰宝，现存的大多数古籍文物由于纸材料固有因素如造纸原料、造纸助剂和外界环境因素紫外线的照射等影响而导致其失去作为文物的价值，因此对纸质文物开展保护研究工作具有十分重要的意义。水性聚氨酯作为一种新型有机高分子材料，具有较好的成膜性、耐水性等优点，涂覆于纸张后，可以在不改变纸张外貌的前提下，提高纸张的力学性能，从而增加纤维的强度，符合纸质文物保护的要求。本课题尝试将水性聚氨酯应用于纸质文物保护中，以期为纸质文物保护提供新的思路与理论指导。 首先，本课题将外购的水性聚氨酯（JZ-4234）作为主体树脂与不同含量的环氧丙烯酸酯（EP-6204）进行共混乳化，得到JZEP纸质文物保护液。研究了EP-6204含量对保护液及膜性能的影响，得出EP-6204含量在10%~20%较为合适，该含量下的保护液透明稳定且粒径较小；保护液膜在紫外区的透过率能降至25%以下，具有较好的紫外屏蔽效果；将制备得到的JZEP保护液涂覆于模拟纸质文物宣纸上并进行干湿抗张强度、撕裂度等物理强度性能的研究，当涂覆量约为10g/m2时，宣纸的强度性能都有明显的增加，表现为经JZ保护液涂覆处理的宣纸强度性能比经JZEP-10保护液涂覆处理宣纸的强度性能高，其中湿抗张强度较未涂覆处理宣纸提高近166%；保护液涂覆后对图文的遮盖不明显；紫外光加速老化结果表明，JZEP保护液具有良好的抗紫外光老化能力，且经JZEP保护液涂覆处理的宣纸强度损失率要低于经JZ保护液涂覆处理的宣纸，其中湿抗张强度损失率减少近40%；从扫描电镜图中可得出经保护液涂覆后宣纸表面形成致密的加固膜，阻止了纤维的老化。 其次，本课题以异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、蓖麻油（CO）和聚丙二醇（PPG-1000）等为主要原料，制备得到蓖麻油基水性聚氨酯（CO-WPU）。在此基础上，采用物理共混法在保护液合成乳化阶段加入纳米ZnO，制备得到纳米氧化锌复合蓖麻油基水性聚氨酯（纳米ZnO/CO-WPU）纸质文物保护液。实验证明：纳米ZnO的最佳用量为0.2%，该含量下的保护液稳定性好，粒径小；保护液成膜后在波长为365nm处的紫外透过率能降至20%以下，具有较好的紫外屏蔽效果；将0%-ZnO/CO-WPU和0.2%-ZnO/CO-WPU保护液涂覆于模拟纸质文物宣纸上进行物理强度性能研究，宣纸的强度性能提升明显，其中经0.2%-ZnO/CO-WPU保护液涂覆宣纸的强度性能要高于经0%-ZnO/CO-WPU保护液涂覆宣纸，最佳涂覆量约为13g/m2，此时宣纸的撕裂度达到最大值，较未涂覆宣纸增加116%，干抗张强度提高约86%，湿抗张强度提升约350%；红外光谱分析结果表明，经紫外光照射老化后，保护液膜仍保持原有的红外特征吸收峰；随后探究了紫外光照老化时间对保护液涂覆处理宣纸强度性能的影响，结果表明，经0.2%-ZnO/CO-WPU保护液涂覆后的宣纸紫外老化7天后的干抗张强度损失率降为9.66%，湿抗张强度损失率为40.3%，撕裂度损失率为11.0%，比未经处理的宣纸原纸损失率小；结合扫描电镜分析发现，保护液涂覆后的宣纸纤维紫外老化后无损伤，保持原有形态；保护液涂覆后宣纸外观字迹无明显变化，保护液可防止水和油渗入纸张内部，符合纸质文物保护材料的要求。
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