Paraloid文物保护材料光老化的红外光谱研究

Paraloid(乳胶粘合剂)是一系列丙烯酸树脂的商品名称,是文物保护领域中最常用的保护材料之一,主要用于文物的加固、封护和粘接,适用文物材质范围非常广泛。其中以Paraloid B-72最具代表性,在国内外的文物保护中被大量使用,相关的应用案例、性能评价及其老化机理研究都有较多报道,而Paraloid系列的其他产品却鲜有关注,在国内应用较少,老化性能研究尚未开展工作。该研究系统评价了Paraloid B-72,Paraloid B-44,Paraloid B-48N和Paraloid B-67的光老化性能,采用红外光谱跟踪紫外辐照3 864 h过程中Paraloid材料分子结构变化,对光老化机理进行了深入解析和半定量评测。结果显示,4种Paraloid系列丙烯酸树脂材料中,B-72老化前后颜色和光泽度均没有发生明显变化,B-48N和B-67老化前后色差较大,B-44光泽度降低最多。丙烯酸树脂老化过程中高分子材料内部发生断链反应以及一定程度的交联反应,表现在主要官能团吸收的减弱和羰基指数（CI）的增加。根据主要官能团吸收峰C═O相对强度的半定量分析结果反映出,B-72的光稳定性最好,B-48N和B-44略优于B-67,但与B-72相比差距较大。B-67可能是由于异丁基上的叔氢键能较低,易吸收光能量后产生自由基氧化反应,因此耐光老化性最差。综合评定4种Paraloid系列丙烯酸树脂的光老化性能,B-72在4种材料中光稳定性最好,其次是B-44和B-48N,最不适宜作为户外文物保护材料的是B-67。研究结论有望为一线文物保护工作者在选择Paraloid丙烯酸树脂作为保护材料时提供一定的科学参考。     

Ti和乳酸共改性α-Fe2O3光阳极光电化学性能研究

采用一步水热后在氮气中进行热处理的方法制备了Ti和乳酸共改性的纳米花状α-Fe₂O₃光阳极。对样品分别进行了X射线衍射、扫描电镜、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱和光电化学性能测试。与乳酸改性的纳米片状α-Fe₂O₃光阳极相比,最优的Ti与乳酸共改性样品0.075LA-Fe2O3-0.75Ti光阳极的光电流密度从0.55mA·cm^-2提高到1.39mA·cm^-2。Ti改性明显减少了0.075LA-Fe₂O₃膜的表面态,增加了表面载流子注入效率;同时Ti的掺入也增加了电极体内载流子浓度,增强了体内载流子的传输效率。     

三门峡虢国墓地M2009出土铁刃铜器的科学分析及其相关问题

三门峡虢国墓地出土铁刃铜器是中原地区较早的用铁证据。利用金相显微镜、扫描电子显微镜-能谱仪（SEM-EDS）、电子探针（EPMA）等多种方法,对三门峡虢国墓地M2009出土的3件铁刃铜器进行了科学检测分析。结果显示,铜骹铁叶矛（STG001）铁质部分可见硅酸盐与氧化亚铁共生夹杂,且沿着加工方向拉长,其材质为块炼铁。铁刃铜削（SGT002）和铜内铁援戈（SGT003）残留铁金属颗粒中均检测出较为显著的Ni和少量Co,SEM-EDS线扫描分析显示Ni和Co在各相之间存在高低交错的分布特征,判断其材质为陨铁,其Ni含量处于铁陨石ⅢC和ⅢD之间,原始结构应属极细粒八面体铁陨石（Off）或无纹铁陨石（Ataxite）类型。样品STG001和SGT002铜质部分均保留较为典型的锡青铜铸造组织形态,基体为已腐蚀的α固溶体,残余（α+δ）固溶体均匀分布,铜铁结合处无明显的晶粒变形和再结晶现象,显示该区域未经历铸后的冷热加工。由此推断,铁刃部分应是先锻打加工成形后,嵌入铸造铜质部分的组合陶范,通过铸接的方式与铜质部分紧密结合而形成铜铁复合器物。简要梳理了中国早期铁金属的使用证据,指出陨铁和人工冶铁制品在虢国墓地的同时出现,显示了该时期在研究中国铁冶金技术起源和传播中的重要地位。西北地区在早期块炼铁技术传播中扮演了重要角色,而生铁技术在中原地区的产生则与商周青铜铸造技术传统关系密切。     

基于拉曼光谱成像技术的铁质文物锈蚀产物定量模型研究

铁质文物是我国文化遗产的重要组成部分。由于化学性质较为活泼,铁质文物易发生腐蚀劣化。锈蚀产物对铁质文物的稳定性有较大影响,因此判断铁质文物锈蚀产物的组成特征,对于铁质文物稳定性评估具有重要意义。以赤铁矿(α-Fe₂O₃),磁铁矿(Fe₃O₄),四方纤铁矿(β-FeOOH)三种铁质文物的锈蚀产物为研究对象,采用拉曼光谱成像结合主成分回归法(PCR)和偏最小二乘法(PLS),同时结合多种预处理方法,构建了两组二元混合锈蚀(α-Fe₂O₃+Fe₃O₄, α-Fe₂O₃+β-FeOOH)的定量模型。结果表明,对于α-Fe₂O₃+Fe₃O₄二元体系,PCR和PLS算法构建模型的定量效果基本一致,α-Fe₂O₃和Fe₃O_...     

丙烯酸酯乳液文物保护材料耐老化性能评价

水溶性的丙烯酸酯乳液是文物领域常用的保护材料,多用于壁画、彩画、骨质文物、漆木器文物的加固和粘接。使用最广泛的丙烯酸酯乳液类文物保护材料是由原罗门哈斯公司生产的Primal系列。商品材料如PrimalAC33、 SF016、 B60A、 WS24和MC76等在国内外的文物保护修复实践中应用较多,但文献报道大多数是直接购买使用的修复案例,缺乏较为系统科学的性能评价研究。针对5种常用的Primal系列丙烯酸酯乳液文物保护材料的湿热老化性能和光老化性能开展研究,通过微观形貌、色差和光泽度等分析比较其耐老化性能,采用红外光谱追踪光老化过程中的分子结构变化和吸收峰强度,阐释其降解机理。实验结果表明,WS24和B60A的耐湿热性能较好,SF016耐湿热性能最差;AC33的颜色和失光率变化最明显。光老化测试发现,紫外光照射过程中所有的材料均发生了断链反应,另外AC33与MC76有内酯生成。经过4 200 h光老化后,AC33、 SF016、 B60A和MC76的羰基指数(CI)均有不同程度的增大,羰基吸收峰强度(D_t)降低了10%～15%。WS24的羰基指数下降非常迅速,羰基吸...