和 玲，梁軍艷，王 娜，屈 佳

(西安交通大學理學院化學系，陜西 西安710049)

1 前言

文化遺產(chǎn)保護的核心工作之一是保護材料的研究。在不改變文化遺產(chǎn)本身原始形態(tài)及信息的前提下實現(xiàn)科學合理的保護，是實施保護的基本要求。因此，保護材料具有所需的物理化學性能及優(yōu)異的耐老化性能，是保護學家關注的焦點。

人類文明的發(fā)展是伴隨著新材料的發(fā)現(xiàn)和應用而來的，人類最初學會使用的都是硬物質(Hard matter)材料，如構成文物的磚石、土、陶、彩繪、玻璃、金屬、骨質等。隨著材料科學的飛速進展，許多新的領域展現(xiàn)在人們面前，軟物質就是其中之一。1991年，諾貝爾獎獲得者，法國物理學家德熱納(Pierre Gilles de Gennes)在諾貝爾獎授獎會上以“軟物質”為演講題目，用“軟物質”一詞概括復雜液體等一類物質，得到廣泛認可。軟物質是由無規(guī)則移動的大分子團組成的特殊流體，而大分子團中大量的小分子是相對固定在一起的。因此，軟物質是由大量的大分子團組成的特殊流體，其狀態(tài)處于液體和固體之間。軟物質的種類繁多，主要包括聚合物、膠體、兩親分子、液晶和生物材料等。

材料制備技術的發(fā)展和分子結構的可控賦予合成聚合物、兩親分子和膠體類軟物質材料優(yōu)越的物理性質及可根據(jù)應用目標調節(jié)的化學性能，因此可被廣泛用于磚石、土、陶、彩繪、玻璃、金屬、骨質等各類硬物質構成的文化遺產(chǎn)的保護、加固或修復。目前應用于文化遺產(chǎn)保護的材料主要包括聚合物、膠體、兩親分子和生物材料。當軟物質應用于硬物質構成的文化遺產(chǎn)保護時，由于其與一般硬物質的運動變化規(guī)律有許多本質區(qū)別，因此是目前值得關注的重要研究方向。

本文就目前廣泛應用于文化遺產(chǎn)保護的軟物質材料如聚合物溶液、乳液、微乳液、膠束、凝膠和無機納米膠體顆粒等的特性、適用范圍及發(fā)展前景進行了分析;對軟物質保護材料在吸水性、水蒸氣滲透性、表面性能、力學性能、滲透性及耐老化性能等方面的評價方法進行了總結。

2 聚合物類軟物質用于文化遺產(chǎn)的保護

2.1 丙烯酸酯類軟物質

丙烯酸酯類均聚物或共聚物具有良好的成膜性，膜通常呈透明狀，并具有非潤濕性，干化時間短，黃化率低，粘附力大，機械強度可控等特點，目前在土質、石質、磚、陶、瓷、木質、玻璃、彩繪、金屬以及骨質等各類文物的加固、封護方面都有應用。表1列出了目前已商業(yè)化的部分丙烯酸酯類保護材料，其中表1中組分一欄各簡寫符號及其代表的物質為:EA-丙烯酸乙酯，MMA-甲基丙烯酸甲酯，BA-丙烯酸丁酯，iBMA-甲基丙烯酸異丁酯，EMA-甲基丙烯酸乙酯，nBA-丙烯酸正丁酯，nBMA-甲基丙烯酸正丁酯，2-EHMA-2-甲基丙烯酸乙基己酯。

表1 常用丙烯酸酯類聚合物Table 1 Acrylate polymers commonly used

近十年來，美國Rhom ＆ Haas公司生產(chǎn)的Paraloid B72得到了廣泛的應用，如Vaz[1]等采用B72保護16～20世紀裝飾用古磚;Barajas[2]等將B72用于萊切石(晶粒粒徑分布在100～200 μm間的生物碎屑灰?guī)r)的保護;Kapolos[3]等選擇 B72作為古紀念牌的保護材料;Siedel[4]等用激光清洗砂巖上的繪畫后，對受到激光損傷的基材采用B72進行加固保護;Scott[5]采用B72封護古埃及的青銅神像;Smith[6]采用B72保護古埃及太陽神青銅雕像;此外，Carmona[7]及 Lehmann[8]在研究工作中分別指出，B-72同時也是玻璃和木材的重要保護材料之一。

可是，人們逐漸發(fā)現(xiàn)丙烯酸酯類聚合物在使用過程中具有耐候性差，以及在光、熱環(huán)境中老化速度較快的缺 點。 Carmona[7]， Vicini[9]， Casazza[10]， Toniolo[11]，Brugnara[12]等在其研究論文中均提到丙烯酸酯類聚合物老化速度較快。Chiantore[13]及 Lazzari[14]等通過紅外光譜(FTIR)、紫外-可見光譜(UV-Vis)、體積排阻色譜(SEC)測定了Paraloid B44，B66，B67，B72，B82在光老化及熱老化后的特征，即通過氧化反應和交聯(lián)反應降解產(chǎn)生小分子和交聯(lián)聚合物。此外，長烷基側鏈，如丁基或異丁基等中由于含有不穩(wěn)定氫原子因此會加速聚合物的氧化。同時，含有較長酯基的聚合物更容易與一些分子碎片交聯(lián)。

2.2 有機硅類軟物質

聚有機硅氧烷、聚硅烷和有機硅共聚物等屬于有機硅類軟物質保護材料(部分已商品化的有機硅類保護材料如表2所示)。作為文物保護材料，它們與基材的相容性較好，且具有優(yōu)異的疏水性，同時由于有機硅分子鏈柔性較高，因此兼具透氣性與疏水性。在文物保護過程中，有機硅類材料在與基材發(fā)生物理結合的同時，有時也會發(fā)生化學鍵合，形成穩(wěn)定的硅化物，從而對基材起到明顯的加固作用。對于分子量較小的低聚硅烷和硅氧烷，粘度較低的特征使其具有優(yōu)異的基體滲透性。但此類物質的成膜性較差，甚至不能成膜，其保護機制不是在基材表面形成一層防水膜，而是滲透到基體中，穩(wěn)定后形成支撐材料。

相對于其它有機硅保護材料，硅酸乙酯是一類應用很廣泛的風化石材加固保護材料，如Remmers 300，Wacker OH 100，RC70，Tegovakon，以及SH75和SH100(表2所示)。Toniolo[15]等采用 RC70保護灰?guī)r樣塊。Pinto[16]等采用 Tegovakon保護多種葡萄牙古建石材。硅酸乙酯應用于基材后，在外界濕氣的作用下通過典型的溶膠-凝膠反應，在基材多孔結構內(nèi)原位聚合生成穩(wěn)定的主鏈為Si-O-Si的凝膠，從而起到良好的粘結加固效果。

表2 常用有機硅類保護材料Table 2 Organosilicon protective materials commonly used

在有機硅改性方面，或以簡單的有機硅為單體合成側鏈含有功能基團的復雜有機硅材料，或將有機硅與其它材料如丙烯酸、環(huán)氧和氟材料等進行物理或化學復合，以期同時發(fā)揮兩者的優(yōu)勢。例如，Kim[17]等通過溶膠-凝膠法，采用含有柔性鏈段的3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)改性硅酸乙酯，以克服硅酸乙酯在凝膠過程中出現(xiàn)的龜裂現(xiàn)象;Cardiano[18]等通過端環(huán)氧基硅氧烷與端伯胺基硅氧烷反應以獲得具有良好熱穩(wěn)定性和防水性的環(huán)氧-聚硅氧烷雜化材料;Simionescu[19]等用3-(三甲氧基硅基)甲基丙烯酸丙酯(TMSPMA)為原料，結合溶膠-凝膠法和自由基聚合法制備聚硅倍半氧烷納米復合薄膜材料，在石質基體的保護應用中表現(xiàn)出良好的憎水性及加固性能。此外，用含氟材料改性的有機硅可極大地增強耐候性。

2.3 含氟聚合物類軟物質

含氟聚合物是以氟化物單體為基礎，通過聚合(或共聚)而得到主鏈或側鏈含有氟原子的一類合成高分子化合物。含氟聚合物中氟原子半徑小、電負性大、C-F鍵鍵能極強(高達485 KJ/mol)。小的原子半徑和高的電負性使聚合物中氟原子上負電荷比較集中，F(xiàn)原子因互相排斥而沿著鋸齒狀的C-C鍵螺旋狀分布，對碳主鏈起到高度的屏蔽保護作用。這些結構上的特點賦予含氟聚合物低的表面張力，以及優(yōu)異的耐候性、耐熱性和抗污染性。目前已商品化的含氟聚合物保護材料如表3所示。與丙烯酸酯類及有機硅類保護材料相比，含氟保護材料的種類還是很少，且未成體系。

表3 含氟聚合物保護材料Table 3 Fluoropolymer used for protective materials

含氟單體價格昂貴，因此目前很多科研組都致力于常規(guī)保護材料的氟改性，以期發(fā)揮兩者之間的協(xié)同作用。Licchelli[20]等通過氮丙啶交聯(lián)改性側鏈含有羧基的水性含氟聚氨酯Fluorolink?P56，以提高材料的抗污性能、耐水性和耐溶劑性能;Toniolo等[11]采用自由基聚合法，選用丙烯酸酯類單體分別與2，2，2-三氟乙基甲基丙烯酸甲酯(TFEM)、1H，1H，2H，2H-全氟癸基甲基丙烯酸甲酯(XFDM)、1，1，1，3，3，3-六氟-2-丙基甲基丙烯酸甲酯(HFIM)共聚制備含氟丙烯酸酯共聚物。此共聚物材料在常用有機溶劑中具有良好的溶解性能，且在較小的含氟量下表現(xiàn)出良好的防水性。除了改性研究，相關研究工作者還將市場上出現(xiàn)的含氟材料用于文物保護，以驗證其作為文物保護材料的可行性[21]。

3 軟物質材料用于壁畫清洗和加固保護

壁畫的修復程序較為復雜，尤其是表面污染物的清洗以及前期保護材料的去除，直接決定了壁畫的劣化速率和影響后續(xù)保護措施的實施。采用有機溶劑溶解壁畫表面污染物和曾經(jīng)使用的保護材料是清洗壁畫的主要方法。但是，有機溶劑在清洗過程中不僅自身會滲透到壁畫底層，而且還會將污染物引入到壁畫底層，從而造成更加嚴重的污染和破壞。此外，由于聚合物類保護材料在使用過程中多發(fā)生降解而產(chǎn)生交聯(lián)結構化合物，因此難以通過有機溶劑清洗技術達到溶解和去除的目的[22]。受軟物質和納米材料特殊理化性質的啟發(fā)，構建新型軟物質納米材料并將其應用于壁畫表面清洗領域在目前已受到廣泛關注，并且已取得重要進展。

微乳液和膠束具有良好的熱力學穩(wěn)定性和去污功效，可以用來溶解聚合物類保護材料[23]。以水包油型微乳液作為壁畫表面清洗材料，不僅可在水相作用下無損有效地浸潤壁畫親水性表面層，還可利用油相“納米容器”增溶交聯(lián)結構降解產(chǎn)物，進而達到洗凈的目的(洗凈機理如圖1所示)[24]。此外，以十二烷基硫酸鈉(SDS)為表面活性劑，戊醇(PeOH)為助表面活性劑，將有機溶劑十二烷分散在水相中所形成的水包油型微乳液對壁畫表面蠟質污染物也具有顯著的清洗效果(如圖 2 所示)[22]。

圖1 微乳液對壁畫表面聚合物類保護材料的洗凈機理Fig.1 Schematic representation of the hypothesized detergency mechanism of the classical systems

圖2 微乳液對壁畫表面蠟質污染物的清洗:清洗前(a)和清洗后(b)Fig.2 Photographs illustrating surfaces of mural painting before(a)and after(b)the cleaning with microemulsion

凝膠是清洗壁畫的另外一種重要材料。相對于純有機溶劑，凝膠材料不僅可通過減緩活性溶劑(即對聚合物類保護材料具有溶解能力的有機溶劑)的釋放以削弱對壁畫層的滲透和溶脹作用，而且還可通過自身特殊的網(wǎng)絡結構使溶解的分子鏈段無法擴散出來[25]。同時，凝膠材料可與多種表面清洗劑如酶、螯合物和微乳液等復合，結構和種類的復雜多樣性使得其在壁畫清洗領域表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢。由于凝膠材料在壁畫表面層的難以去除性，因此目前的研究多集中采用可逆性凝膠、磁凝膠和具有一定硬度的可剝離性凝膠作為壁畫表面清洗材料[26-27]。負載微乳液型磁凝膠的形成過程如圖3所示，磁凝膠的去除過程如圖4所示。

圖3 負載微乳液型磁凝膠的形成過程Fig.3 Schematic representation of the gel with a microemulsion and ferrite magnetic nanoparticles.The inset shows cross-linked nanoparticles(black spheres)bonded to methacrylate residues(blue rectangle)and a PEG chain(red line);arrows represent the binding group to the polymer network of acrylamide and bisacrylamide

此外，通過均相反應制備粒徑分布均勻的納米堿土金屬氫氧化物并在有機溶劑(如乙醇、丙醇)中分散，不僅可增加氫氧化物(如 Ca(OH)2，Mg(OH)2和 Ba(OH)2等)在分散介質中的濃度，而且還可使其兼具軟物質、硬物質和納米材料的特性，進而提高材料的應用性能[28]。目前，此類物質已通過噴滲、刷涂或注射的方法廣泛地應用于壁畫表面加固(圖5)[29]，紙張和木質文物的脫酸防腐等領域[30-31]。

圖5 納米Ca(OH)2和Ba(OH)2(粒徑100～140 nm)混合物對壁畫層的加固保護:保護前(左)，保護后(右)Fig.5 Untreated(left)and treated(right)mural painting with mixture of nano Ca(OH)2and Ba(OH)2(100 ～140 nm)

4 軟物質材料保護效果評價

4.1 吸水性與水蒸氣滲透性

吸水性與水蒸氣滲透性反應了文物基體與水及外部空氣的相互作用關系。低吸水性表明基體不會從自然界中吸收過多的水分而影響其內(nèi)部組分及性能，而良好的水蒸氣滲透性表明基體與外部環(huán)境相通，對環(huán)境或其內(nèi)部溫濕度、應力等的變化可做出積極的反應。

吸水性參數(shù)包括浸泡吸水和毛細吸水參數(shù)2類。浸泡吸水參數(shù)反應的是樣品整體的吸水性，其測試方法是在常溫、常壓下將樣品浸泡在去離子水中，分別在不同時間段稱重后計算其吸水率[9，32]。毛細吸水性反應了樣品吸水的速率，常用的方法是將數(shù)張濾紙重疊至約1 cm厚浸于水中，將樣品置于濾紙上，每間隔一定的時間記錄樣塊質量，繪制吸水量隨時間的變化曲線并計算毛細吸水系數(shù)，以單位接觸面積的吸水量Q/(g·cm-2)為縱坐標，以時間的平方根t1/2/s1/2為橫坐標作圖，獲得毛細吸收曲線，以此曲線來計算毛細吸收系數(shù)CA=ΔQ/Δt1/2(g·cm-2·s-1/2)。圖 6 是 Vacchiano[33]等對未保護及經(jīng)過不同保護材料處理過的灰色凝灰?guī)r作出的毛細吸收曲線。Cardiano[18]等采用的方法是將樣品懸置于威廉姆(Wilhelmy)天平掛鉤上，樣品的側表面用硅樹脂涂封以阻止側面吸水，使樣品的底面與水表面相接，確保被測面的毛細吸水上移，用計算機自動測出樣塊質量隨時間的變化。Dei[34]等的測量方法是將樣品與吸滿水的海綿(同樣大小)充分接觸幾分鐘，稱量實驗前后海綿的質量變化。

圖6 灰色凝灰?guī)r(未保護及經(jīng)過不同聚合物材料保護過)的毛細水吸收量對時間的曲線Fig.6 Curves of water capillary absorption vs.time for grey tuff samples untreated and treated by means of different polymeric materials

水蒸氣滲透實驗通常將樣品置于盛水密封容器的頂部后，放置在恒溫、恒濕的干燥器中，每隔24 h取出稱質量，直至連續(xù)兩次測量結果相差小于5%，然后繪制水蒸氣透過量隨時間變化曲線。Vicini[9]將樣塊加工成5 cm×5 cm×1 cm尺寸后置于裝有部分去離子水的圓柱形PVC容器口上，樣塊與容器之間用O型橡膠密封圈和鋁法蘭固定，再將樣塊及容器放在干燥器中(干燥器的溫度為(20±0.5)℃)，每24 h測量容器的質量，至連續(xù)2天質量變化小于5%，結果用單位時間(24 h)、單位面積(m2)質量的減少來描述。Tsakalof[35]等將樣塊加工成5 cm×5 cm×2 cm尺寸后置于圓柱形PVC容器頂端，容器內(nèi)加一半水，再將帶有“石蓋”的容器放在干燥器中(干燥器中溫度為(30±0.5)℃，濕度為25%)，每24 h測量容器的質量，實驗進行至連續(xù)2天質量變化小于5%。Rizzarelli[36]等則在25℃下，通過測試毛細吸水已達到飽和的樣塊(2 cm×2 cm×1 cm)中水分蒸發(fā)情況以表征透濕性。圖7是保護前后樣塊的質量損失曲線，由此可以看出保護材料的存在并沒有樣塊的透濕性。

圖7 水蒸氣滲透曲線:(1)保護前，(2)保護后Fig.7 Vapor permeability curves for:(1)untreated，(2)treatedcalcarenite samples

4.2 表面性能

表面性能包括保護前后色度變化、表面自由能及耐污性能等。

色度變化可以依靠色度儀測定保護前后表面的L*a* b* 值，并通過計算得到色差。一般當ΔE＞3時肉眼即可覺察到顏色變化。

表面自由能是液體與固體間潤濕性能的表征。對同一種液體，其表面自由能大的與固體表面接觸角小，潤濕性強。通常采用接觸角測量儀分別測試樣品表面對去離子水和十六烷的接觸角，進而計算得到表面自由能[38-39]。Fowkes認為，物體的表面張力可以分解成色散和極性2部分:

式中:r—物體的表面張力;rd—物體的色散力;rp—物體的極性力。

Owens和Wendt在此基礎上得到了半經(jīng)驗方程:

式中:γl—液體的表面張力;—液體的色散力;—液體的極性力;γs—固體的表面張力;γdd—固體的色散力;—固體的極性力。

測量時，水或十六烷液滴的體積一般在5～10 μL，每一個樣塊最少選取3～5個測量點[20，40]。用聯(lián)立方程組求得固體表面的和，利用計算固體的表面自由能。

耐污性測試主要用于評價材料對污染源的黏附性和自潔性。Licchelli[20]等在做耐污性測試時，用BIC記號筆(黑墨)在保護前后的樣塊表面涂一直徑約2 cm的黑色圓形污點。涂污2 h后開始清洗樣塊表面，每種石材的耐污性測試均做3個平行樣塊。溶劑徹底揮發(fā)后，再次測試石塊表面接觸角和色差(圖8)。對于大理石樣塊，涂污/清洗程序重復5次，每個循環(huán)結束后測試。同時，借助顯微鏡技術直接觀測黑墨在樣塊表面的殘留情況(見圖9和圖10)。由顯微鏡測試可以看出，未處理過的樣塊表面徹底吸收黑墨(圖a，c中暗區(qū)域)，被保護過的表面對黑墨有隔離效果(圖b，d)。

Zielecka[41]等通過觀察清洗的難易程度來評估材料的耐污性。實驗選用的涂污劑為玻璃砂、二氧化硅和10%(質量分數(shù))炭黑混合物，粒度0.1～2.5 μm。采用3種方式涂污:0.025 g/cm2的量涂在干表面、濕表面，以及0.025 g/cm2的量兌水再涂在干表面。涂污之后，首先噴水霧在樣塊表面，如果清洗效果不好，再用水和刷子清洗。如果水霧達到滿意效果，記為“1”;水與刷子清洗效果良好，記為“2”;得不到理想結果，記為“3”;由此表示耐污性。

圖10 清洗后石塊表面的顯微鏡照片:(a)經(jīng)保護處理的Carrara Marble(黑點是由于黑墨通過不連續(xù)的保護膜滲透至基體表面形成)，(b)經(jīng)保護處理的Pietra di Lecce(如圖中白色箭頭所示，殘余微漬是由石材表面缺陷造成的)，(c)未經(jīng)保護處理的Pietra di Lecce(黑墨未能徹底清除)Fig.10 Reflected light microphotographs illustrating surfaces of stones pecimens after cleaning with Remover?:(a)CarraraMarble(CM)surface treated with cured Fluorolink?P56 after the cleaning step:the small black spot is due to the ink which has penetrated the coating through an occasional imperfection of the polymer layer;(b)Pietra di Lecce(PL)surface treated with cured Fluorolink?P56 after the cleaning step:residual micro-stains can be observed in correspondence of the stone imperfections asindicated by white arrows;(c)PL surface treated with uncured Fluorolink?P56:black ink is notcompletely removed by the cleaning procedure(see stains at the bottom of the picture)

4.3 力學性能

基體保護前后的力學性能，可采用沖擊強度、三點彎曲實驗和抗壓強度等進行表征。Kalaitzaki[37]等根據(jù)國際巖石力學學會(ISRM)的規(guī)范，以200 N/s的恒定負荷速率加壓樣塊直至石塊破損。Mart?nez[42]等采用沖擊和三點彎曲試驗評價保護過的天然石塊的力學性能:測試沖擊強度時，將一個250 g的鋼球自由落體到置于沙床的石塊上，初始高度2.5 cm，隨后間歇增加高度直至石塊破碎(UNE 22-196)。三點彎曲試驗的壓縮速率為 0.25 MPa/s。

4.4 滲透性

保護材料的滲透性體現(xiàn)在保護材料吸收率及滲透深度2個方面。保護材料吸收率可由保護前后樣塊的質量差計算[1]。保護材料滲透深度的測試有多種途徑:Kalaitzaki[37]等結合微鉆實驗、無損能量色散X射線熒光光譜(EDXRF)和掃描電子顯微鏡-能量色散X射線光譜(SEM-EDX)測試，研究硅類加固劑在多孔石灰?guī)r中的滲透深度;Miliani[43]等分別在樣塊保護前后的不同深度(3 mm和10 mm)取樣，通過對比保護材料及保護前后樣塊的紅外光譜(FTIR)圖確定保護材料的滲透程度(如圖11所示)。

保護材料常含有H原子，有利于中子成像(neutron imaging)，因此Hameed[44]將中子成像技術應用于觀測聚合保護材料的滲透深度。圖12是巖石樣塊保護前(a)及用1%(質量分數(shù))Paraloid B72保護后(b)的中子成像圖。其中，黑色區(qū)域表示存在含氫材料。圖12a中黑色部分是由于樣塊中含水分或云母所致，而圖12b中黑色區(qū)域已明顯表明存在Paraloid B72保護材料。

4.5 耐候性

耐候性實驗即老化實驗，總體來說分為自然老化和人工老化2方面。

自然老化是將基體在自然環(huán)境中放置一段時間，使其接受自然光照、溫濕度變化、大氣污染物等，然后測試其各項性能參數(shù)變化。Bracci[45]將處理過的石塊放在坐落于佛羅里達中心的實驗室屋頂上，石塊放在陽極氧化鋁上面，向西呈30度角，放置60個月，周期性測試色差和保護效率。

人工老化實驗主要包括耐鹽性、耐酸性、凍融循環(huán)、紫外光老化、熱老化和生物降解性實驗。Vacchiano[33]等為了測試鹽結晶對石塊的破壞，首先將凝灰?guī)r塊浸泡在Na2SO4溶液(為模擬當?shù)睾ＫM分，在其中還添加了NaCl)中浸泡2 h，再依次分別在20℃、濕度85%條件下干燥14 h，和在20℃、濕度50%條件下干燥14 h，以此為一個循環(huán)，重復7次。每次循環(huán)結束后記錄質量，以質量損失衡量破壞程度。Liu[46]等根據(jù)中國天然石材防護劑行業(yè)標準JC/T973-2005對石塊進行了耐酸性測試:首先記錄石塊的原始質量，然后將石塊浸泡在1%(體積分數(shù))的H2SO4中48 h，取出，清洗表面，再在(60±2)℃條件下干燥24 h，從烘箱中取出并在干燥器中降至室溫，記錄最終溫度，以石塊的質量損失率表征耐酸性。

耐凍融性[47]是表征耐候性的重要指標之一。通常采用如下實驗方法:常溫下浸泡樣塊使其飽和吸水，然后擦干表面水分并低溫冷凍，以此為一個循環(huán)，記錄其性狀發(fā)生惡化時經(jīng)歷的循環(huán)次數(shù)。Zhao[48]等在保護研究故宮博物館陶瓷彩釉時對古琉璃瓦進行凍融實驗，測試條件為:25℃浸泡3 h，拭去水分后-30℃冷凍3 h，如此循環(huán)63次后，樣品表面出現(xiàn)了破損。

由于陽光中紫外波段的光可破壞某些化學鍵而造成材料老化失效，因此光老化主要是指紫外光老化。紫外光加速老化可用氙燈或特定波長的紫外燈，再選取適宜的照射強度、溫度、相對濕度和照射時間等參數(shù)[49-51]。

熱老化在短時間內(nèi)可觀測到樣品對熱力學作用的反饋，熱老化實驗一般只需將樣品放置在高溫環(huán)境中如氣候箱及不帶鼓風的烘箱內(nèi)進行。Poli[49]等在氣候箱中在50℃分別老化樣品500 h及1 000 h。關于保護后基體的生物降解性，Torrisi[21]及 Rizzarelli[36]用綠藻和藍藻進行了實驗，檢查藻類在保護前后樣塊的生長情況。

5 結語

文化遺產(chǎn)保護是關乎人類文明傳承的命脈，實現(xiàn)科學合理的保護是達到高效保護的前提。所以，保護材料的研究及應用顯得十分重要。然而，任何保護材料都帶有一定的風險，如果使用不當，可能對文化遺產(chǎn)的安全保存有害。軟物質應用于文化遺產(chǎn)的保護也不例外。因此，為了盡量減小保護材料的副作用，應在充分了解保護材料及保護對象特性的基礎上，進行保護效果的合理評價研究。

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