温度和湿度对乙二醛聚合物加固饱水梓木文物性能和微观结构的影响

乙二醛聚合物加固饱水梓木文物在自然环境或者博物馆存放时,受环境因素如温度和湿度的影响会导致文物发生劣化。本研究采用傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)等方法研究了乙二醛聚合物脱水加固饱水梓木试样在不同温度和湿度环境中性能与微观结构变化。结果显示,饱水梓木文物材料经乙二醛聚合物脱水加固后,乙二醛聚合物与梓木细胞壁结合紧密,部分填充于梓木细胞内加固梓木细胞壁。试样在25℃和50%RH环境中试验30 d其结构和性能无明显变化。在60℃和50%RH环境中试验30 d,试样内部的乙二醛聚合物逐渐均匀附着于细胞壁且表面平滑,试样横截面断口平整;但试样表面的乙二醛聚合物逐渐消失,暴露出木材本体。在25℃和95%RH环境中乙二醛聚合物吸湿性明显增强,其与水的结合能力高于梓木细胞壁,乙二醛聚合物与细胞壁之间的结合被破坏,失去加固效果,但仍填充于细胞中。最后分析了温湿度对乙二醛聚合物加固饱水梓木性能与结构的影响机制,并提出了试样在吸湿和脱水过程中乙二醛聚合物与梓木细胞壁的结构变化模型。

出土饱水梓木的辐射法保护

利用乙醇浓度梯度脱水、保护单体(PEG200DMA)逐级置换、60Coγ射线辐射固化(吸收剂量率为30.72kGy,剂量率90.35Gy/min)的方法对信阳长台关出土的棺木残片进行了试验性保护。保护后的试验样品外观颜色接近原文物,无开裂翘曲、无表面泛光和发黑现象、纹理清晰;顺纹压缩强度(33.06MPa)接近现代新材;保护前后相比的最大收缩率分别为:长度方向1.05%,径向4.10%,弦向4.32%;在常温常湿(温度:20～28℃,相对湿度:35%～65%)条件下贮存180d前后相比的收缩率分别为:长度方向0.076%,径向1.17%,弦向1.86%;在干燥环境(温度:(25±2)℃,相对湿度:(5±2)%)中贮存90d前后相比收缩率分别为:长度方向0.066%,径向0.115%,弦向0.279%;在高湿环境(温度:(25±2)℃,相对湿度:(5±2)%)中放置90天后的湿胀率与干燥环境相比分别为:长度方向1.79%,径向2.42%,弦向2.61%。微观结构研究表明:固化后的聚合物充满了残存饱水梓木内的毛细孔隙,提高了木材的力学强度和尺寸稳定性。

出土梓木形态结构及物理力学性质研究

为了解木质文物的腐蚀状况,并为保护技术的研究提供科学依据,该文以长台关出土的棺木为研究对象,对出土梓木的绝对含水率、基本密度、顺纹压缩强度、木材中纤维素的结晶度等物理力学性质进行了测试,对出土梓木的干湿形态结构、结晶形态进行了显微观察,并与梓木新材做了比较。出土梓木最大含水率是饱水梓木新材的4.25倍,基本密度仅为梓木新材的1/3,顺纹压缩强度0.04 MPa;湿态下,出土梓木的细胞壁严重空化、松动;超临界脱水干燥后的出土梓木胞间层保存完好,次生壁变薄,多数已塌陷,并与胞间层脱离;出土梓木中不仅非结晶区纤维素降解,而且近一半的结晶纤维素遭受降解而流失。研究表明,长台关出土梓木已遭受严重降解,高度腐朽。