不可移动文物保护材料研究中的问题和发展趋势.pdf

第22卷第4期
文物保护与考古科学
Vol 22. No 4
2010年-11月
SCIENCES OF CONSERVATION AND ARCHAEOLOGY
Nov,2010
文章编号:1005-1538(2010)04-0102-08
综述
不可移动文物保护材料研究中的问题和发展趋势
张秉坚',魏国锋',杨富巍',王把东2
浙江大学化学系,文博系,浙江杭州31007
2.敦煌研究院文物保护硏究所,廿肃教煌736200
摘要:在不可移动文物保护科学技术中,化学保护材料起着重要的作用,影响着相关技术的实施和发展。本工作
通过大量查最新的国际和国内研究文献,从材料化学角度综述了近年来国内外不可移动文物倸护材料研究的现
状,包括有机材料和无机材料。归纳了保护材料容易出现的问题或局限性,阐述了当前保护材料发展的动向和趋
势,提出了国内值得开展研究的方向
关键词:不可移动;石质文物;古建筑;土遗址;保护材料;加固;防护
中图分类号:K875:K879文献标识码:A
0
有相当大的距离。最典型的,例如在潮湿环境土遗
址的加固保护技术等方面仍然没有突破性的进展
不可移动文物主要包括古代土遗址、古建筑、古在保护材料的基础研究、实验技术和检测手段等方
墓葬、石窟寺、石刻、壁画、近代现代重要史迹和代表面与欧美日等发达国家相比也存在许多不足。不可
性建筑等。相对于可移动文物而言,不可移动文物移动文物保护材料和技术仍然是我国“十二五”期
大多直接暴露于露天的自然环境之中,长期遭受雨间需要重点投入的科研领域。
水冲刷、温湿度骤变、风沙吹蚀、盐碱侵蚀等环境气
不可移动文物的本体材质主要是土、石、砖、木
候因素的破坏,尤其是近代工业带来的环境污染和材等,从材料微结构看都属于多孔或微孔材料。不
酸雨使露天的文物古迹受到更严重污染和腐蚀,其可移动文物保护所需的材料,包括:加固材料、防护
病害种类更多,劣化速度更快,损失面积更广。若不材料、粘接材料、修复材料等,从现代材料学角度,总
尽快采取有效的保护措施,相当一部分不可移动文体上可以分为有机材料和无机材料两大类1?。
物,特别是表面层的文化特征和历史信息将很快消
失。因此,对不可移动文物进行科学保护,最大限度
有机类保护材料的问题与发展趋势
地延长其寿命,已是刻不容缓的任务。
现代有机材料一般是指有机合成材料,在文物
不可移动文物的保护方法可分为原位保护和异保护中使用的大多是有机高分子材料,也包括一部
地保护两大类。异地保护适用于小型遗址的保护,分小分子有机物和预聚物。从近5~6年来的文献
但在遗址迁移过程中难免会割裂遗址与所处环境的报道看,广泛使用的有机类加固剂主要有丙烯酸类
联系,遗失重要的历史文化信息;而原位保护由于受和有机硅类;广泛使用的表面防护剂主要是有机硅
到当地环境素的影响和限制,保护的困难程度更类、丙烯酸类,以及有机氟类材料:疒'泛使用粘接
大,特别是一些大遗址是不可能搬迁的。尽管我国主要是环氧树脂
在“十一五”其间已经前所未有地投入巨资开展了
研究应用现状
关于大遗址保护的关键技术研究,已经在某领域取
在不可移动文物保护中各类有机材料的应用现
得了长足的进展,但是我国大遗址的数量众多,类型状简介如下
复杂,不可移动文物的原位保护技术离实际需要仍
1)有机硅材料。由于有机硅材料的抗紫外线
收稿日期:2010-04-06;修回日期:2010
基金项目:阿家科技支擇计划项用资助(2D1OBAK67B16)和渐江省文物保护专项资助(2007~197号)
作者介:张秉坚(1950-),男,教授/博?,杭州市西湖区断大略38号浙江大学教八514室、邮编310027,E-mai:aji@mai.h.gn
(c1994-201ichinaAcademicJoumalElecironicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.nel
第4期
张秉坚等:不珂移动文物保护材料研究中的问题和发展趋势
能力较强,与土、石、砖等材质的结合力较好,老化后灰岩、花岗岩和板岩等各种岩石,粘接的效果取决于
对文物表面色泽影响小,在不可移动文物保护中具岩石断面的孔隙情况和对断面的处理。尽管环氧树
有一定优势。有机硅类加固剂和防护剂仍然是研究脂的粘接强度很好,但渗透性稍差,会堵塞水蒸汽的
和使用的主要品种。国际上研究有机硅保护材料的通道,在阳光下容易变黄。另外,其固化过程也是不
机构很多,主要集中在意大利德国、美国、葡萄牙、可逆的
加拿大等国家。所用材料主要有硅酸乙脂、硅氧1.2现代有机高分子保护材料可能出现的问题
烷、硅烷、烷基硅酸盐等“?。德国的 Wacker和
现代有机高分子材料具有许多明显的优点,例
Rmmers等公司都有系列产品。研究应用实例很多,如:较好的粘接性、防水性、抗酸碱性等,以及其单体
例如美国盖蒂(CCI)在美国新墨西哥州的塞尔登堡或预聚体的良好的渗透性,已被广泛应用于不可移
( Fort Seldem)就采用了正硅酸乙酯等材料对土遗址动文物的保护中。但作为文物保护材料,必须根据
进行了加固保护试验和材料评价?。葡萄牙Ro-具体情况严格筛选,以尽量避免可能的危害。已经
drogue等采用微钻设备测量出正硅酸乙酯在灰岩发现使用高分子保护材料后可能出现下列问题
中的渗透深度超过15mm,而同样条件下 Paraloid
1)容易滋生微生物。微生物的繁殖,包括微
B72只渗透了2~3m?。一些研究也发现正硅酸生物繁殖过程中从周边介质中吸取矿物质和分泌酸
乙酯固化后较硬,容易产生微收缩裂纹和堵塞微性物质的过程都会破坏土石砖质文物。现有的高分
孔明。多年的应用结果表明,有机硅类材料具有子材料都不同程度地含碳,这些碳对于异养微生物
较好的耐久性和不易变色的特点。由于硅树脂水解来说是营养成分,作为保护剂的聚合物往往成为微
后形成硅烷或硅氧烷,容易与含Si-0)-i键的基生物吸取碳源的对象,而微生物的滋生是加速文物
材结合,因此比较适合丁含硅的文物材质。
风化的重要因素之一。
2)丙烯酸树脂。这也是一种广泛应用于土石
在2005~2008年,国外( Committee for Conser-
砖等多孔性文物材质的化学材料,经常使用的有溶 valion of the Intemational Council of Museums Mod
剂型和乳液型两种。丙烯酸乳液的稀溶液经常作为emn)进行了一系列关于微生物降解高分子保护材料
各种文物的滲透加固剂使用,许多国家都有这类研的研究·“2。根据 Flemming的研究2,微生物对
究和应用的报道。但在耐光照、耐热、结合力、阻塞高分子材料保护的文物有如下损害:①微生物可引
微孔等方面丙烯酸树脂仍有不足。例如 Paraloid起材料表面结构性能的改变;(②能容蚀、溶滤和吸收
B72由于在溶剂中有较好的溶解性,经常被作为可高分子材料;③)微生物代谢物可造成文物的继发性
道性加固剂使用,是应用较多的一种丙烯酸树脂,但破坏,如酸蚀;④可物理穿透和破坏高分子材料和文
应用发现,在多孔介质中靠溶剂收回B72几乎是不物本体;⑤可造成文物本体水力学性能的改变和水
可能的;同时老化后的B72也逐渐失去了可溶解的积累;⑥微生物代谢物导致颜色改变等
性;另外还发现B72形成的膜较脆,容易改变多孔
2)有机高分子