繆斌斌, 趙作勇, 王越平

(1.北京服裝學(xué)院 材料設(shè)計與工程學(xué)院,北京 100029; 2.中國國家博物館,北京 100079)

為了適應(yīng)靈活機動作戰(zhàn)的要求,明清時期出現(xiàn)了以紡織品為表面材料,內(nèi)布方形鐵甲片的新式甲胄[1]。鐵甲片易發(fā)生銹蝕,導(dǎo)致鐵銹污染織物表面,影響文物的觀賞價值。張曉梅等[2]研究了鐵離子對絲綢老化的影響,發(fā)現(xiàn)鐵在銹蝕過程中產(chǎn)生的可溶性金屬離子會造成絲的劣變,大大加速絲蛋白的水解氧化,導(dǎo)致絲纖維開裂、斷開、強度降低,并且鐵銹銹斑對絲纖維產(chǎn)生機械摩擦,影響紡織品文物的壽命及觀賞價值。V Biasini等[3]對意大利拉文納國立博物館中的公元16—17世紀盔甲上的腐蝕產(chǎn)物進行了研究,發(fā)現(xiàn)腐蝕產(chǎn)物中含有大量的正方針狀氧化鐵氫,該物質(zhì)的存在表明腐蝕過程仍較為強烈。銹斑污染物對于紡織品文物長期保存有著重大危害,針對性地清除研究有望顯著提升清洗效果,并減少對絲織物的損傷。

污染物與紡織品結(jié)合緊密,采用物理法無法有效清除深入織物內(nèi)部的污垢,需采用濕洗法對織物進行全面清洗。張碩等[4]對絲織品銹斑污染物清洗進行了嘗試,然而鐵銹污染物未能完全清除,或許因為污漬種類較多,清洗效果受到影響。此外清洗中各助劑的使用條件及作用機理仍需探討,但其對抗壞血酸的使用值得參考。銹斑污染物主要成分為氧化鐵和羥基氧化鐵[5-6],Hsieh Y H等[7]、陳建新等[8]研究發(fā)現(xiàn)抗壞血酸在酸性條件下能夠?qū)㈦y溶的FeⅢ還原成易溶的FeⅡ,并與鐵螯合生成可溶于水的絡(luò)合物(圖1)。陰離子表面活性劑呈電負性可以有效吸附鐵離子,增溶效果較好,能促進金屬離子向清洗液中轉(zhuǎn)移[9]。乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na)作為一種常用絡(luò)合劑在紡織品文物清洗中應(yīng)用廣泛,研究發(fā)現(xiàn)EDTA-2Na可以將銹蝕產(chǎn)物溶解或軟化,但清洗效果較為有限[10]。對于此類清洗難度大,使用單一清洗助劑難以清除的污染物,需發(fā)揮多種清洗助劑的協(xié)同作用。譚雪等[11]采用綠色表面活性劑烷基糖苷(APG10)、胰蛋白酶、EDTA-2Na復(fù)配,對明代絲織殘片上的混合污染物進行了清洗,表面活性劑與蛋白酶的協(xié)同作用能夠清除紡織品表面污漬,清洗過程溫和、未對織物造成損傷,其對于綠色表面活性劑的選擇及助劑復(fù)配的方法值得借鑒。本文嘗試使用陰離子型表面活性劑、抗壞血酸與EDTA-2Na發(fā)揮助劑間的協(xié)同作用,深入研究絲織品鐵銹污染的濕法清洗劑配比,提高清洗效果,并對銹斑污染物清除機理及清洗助劑協(xié)同作用進行分析。

圖1 抗壞血酸對FeⅢ反應(yīng)機理

本文首先篩選適合絲織品鐵銹清洗用表面活性劑,摸索3種助劑的影響規(guī)律;其次設(shè)計正交實驗進行助劑質(zhì)量濃度優(yōu)化及影響因素分析;最后對銹斑污染模擬樣的清洗后樣品進行綜合評價,包括清洗前后色差值、纖維微觀形貌、纖維化學(xué)結(jié)構(gòu)、鐵元素殘留分析、織物拉伸性能等,以便為甲胄類文物清洗做好準備。

1 實 驗

1.1 材料和儀器

材料:48 g/m2脫膠白色真絲電力紡織物(市售)。

藥品:分析純抗壞血酸、分析純聚氧乙烯十二烷基醚硫酸鈉(阿拉丁試劑有限公司),分析純十二烷基硫酸鈉、分析純脂肪酸甲酯磺酸鈉(上海麥克林生化科技有限公司),分析純乙二胺四乙酸二鈉(EDTA-2Na,天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司),分析純烷基糖苷(APG10)、分析純無水檸檬酸鈉、茶皂素、鼠李糖脂(生物試劑,上海源葉生物科技有限公司),食品級槐糖脂(九州生物科技有限公司)。

儀器:THZ-82型恒溫振蕩器(常州國華電器有限公司),Instron 3367型電子萬能材料試驗機(英斯特朗(上海)實驗設(shè)備貿(mào)易有限公司),Color i7分光色差儀(愛色麗(上海)色彩科技有限公司),Nicolet iS10傅里葉變換紅外光譜儀、Nexsa G2型X射線光電子能譜儀(美國默飛世爾科技有限公司),JSM-6360LV型臺式掃描電子顯微鏡(日本電子株式會社),XSP-8CA型顯微鏡(上海光學(xué)儀器廠)。

1.2 方 法

1.2.1 鐵銹銹斑污染模擬樣制備

將織物包覆于生銹的鐵塊外,制備鐵銹銹斑污染物文物模擬樣。其間,每隔12 h噴灑2% NaCl溶液(pH值為6～7),加速鐵塊生銹及鐵銹的轉(zhuǎn)移[4]。每次噴灑時平整試樣,保證污染樣制備均勻程度以滿足清洗效果評價的準確性。10 d后取下污染布。最后采用熱濕老化的方式將模擬樣老化100 h備用,老化溫度120 ℃、相對濕度98%±2%。生銹前后色差ΔE值為62.47。

1.2.2 清洗方法及條件

根據(jù)實驗處方配制清洗劑,將抗壞血酸、EDTA-2Na、表面活性劑用去離子水充分溶解后置于燒杯中,用檸檬酸鈉將pH調(diào)節(jié)至指定值。將1.2.1制備的污染物模擬樣置于上述溶液中,水浴加熱振蕩一定時間,用去離子水清洗、浸泡,直至浸泡液為中性,自然晾干。清洗實驗各因素的公共條件見表1。

表1 絲織品鐵銹銹斑清洗實驗各因素的公共條件

1.3 單因素實驗

1.3.1 表面活性劑種類及質(zhì)量濃度的影響

裁剪相同尺寸的模擬樣,控制公共條件(表1),改變表面活性劑質(zhì)量濃度為(0、2.0、4.0、6.0、8.0 g/L),分別考察十二烷基硫酸鈉、槐糖脂、茶皂素、鼠李糖脂、烷基糖苷(APG10)、脂肪酸甲酯磺酸鈉、聚氧乙烯十二烷基醚硫酸鈉這7種表面活性劑對清洗效果的影響。

1.3.2 絡(luò)合劑、還原劑質(zhì)量濃度的影響

裁剪相同尺寸的模擬樣,控制公共條件(表1),分別考察抗壞血酸用量(0、1.5、3.0、4.5、6.0 g/L),EDTA-2Na質(zhì)量濃度(0、3.0、6.0、9.0、12.0 g/L)對清洗效果的影響。

1.3.3 清洗條件的選擇

裁剪相同尺寸的模擬樣,控制公共條件(表1),分別考察pH值(3、4、5、6、7),處理溫度(20、30、40、50、60 ℃),處理時間(10、15、20、25、30 min),浴比(1︰25、1︰50、1︰100、1︰150、1︰200)對清洗效果的影響。

1.4 正交實驗設(shè)計

根據(jù)1.3單因素實驗結(jié)果分析,選用L9(34)正交表設(shè)計正交實驗,以清洗前后的色差值為評價指標。根據(jù)正交實驗結(jié)果,得到絲織品銹斑污染物清洗的最優(yōu)助劑配比,同時進行極差、方差分析,獲得影響絲織品銹斑污染物清洗效果的關(guān)鍵因素。

1.5 清洗效果評價

1.5.1 色度值測試

使用Color i7分光色差儀測試清洗前后織物色度值指標,每個試樣測試9次,并依據(jù)CIELAB色差公式計算清洗前后色差ΔE值。清除率F計算公式為:

(1)

式中:ΔE0為清洗前模擬樣與原樣色差值;ΔE1為清洗后模擬樣與原樣色差值。

1.5.2 形貌觀察

在顯微鏡下對樣品放大5倍進行顯微觀察;纖維微觀形貌采用掃描電鏡觀察,樣品噴金后,放大500倍進行形貌觀察。

1.5.3 光電子能譜元素分析

采用Nexsa G2型X射線光電子能譜儀,功率為120 W,單色Al Kα,X射線束斑400 μm,寬譜及高分辨率掃描通過能分別為100、30 eV。

1.5.4 織物拉伸性能測試

依據(jù)GB/T 3923.1—2013《紡織品 織物拉伸性能 第1部分:斷裂強力和斷裂伸長率的測定(條樣法)》,利用萬能材料試驗機測試試樣的拉伸性能。拉伸速率100 mm/min,隔距長度200 mm,試樣寬度50 mm,預(yù)加張力2 N,測試5次取平均值。

1.5.5 紅外光譜結(jié)構(gòu)表征

采用衰減全反射測試法,分辨率為8 cm-1,掃描45次,波束為400～4 000 cm-1,獲得蠶絲蛋白的分子結(jié)構(gòu)信息。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素實驗結(jié)果

2.1.1 表面活性劑種類及質(zhì)量濃度的影響

在絲織品鐵銹清洗時,表面活性劑能夠與鐵銹/蠶絲復(fù)合物發(fā)生作用,降低鐵銹污染物與絲織品間的界面張力。基于前期大量預(yù)實驗及文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上,本文選取了7種表面活性劑,其中十二烷基硫酸鈉、槐糖脂、鼠李糖脂、脂肪酸甲酯磺酸鈉、聚氧乙烯十二烷基醚硫酸鈉為陰離子型表面活性劑,同時槐糖脂、鼠李糖脂、茶皂素、烷基糖苷(APG10)、脂肪酸甲酯磺酸鈉、聚氧乙烯十二烷基醚硫酸鈉是采用天然原料的表面活性劑,生物降解性良好,在紡織品文物清洗領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用基礎(chǔ)和前景[12-13]。根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果,改變表面活性劑質(zhì)量濃度為0.0～8.0 g/L,按照1.2清洗方法、表1清洗條件進行處理,清洗結(jié)果見圖2。

圖2 表面活性劑對絲織品銹斑清洗效果的影響

從圖2可以看出,當(dāng)表面活性劑質(zhì)量濃度為0.0～2.0 g/L時,隨著表面活性劑質(zhì)量濃度的增加,清洗效果有一定程度下降。如圖3所示,將污染物模擬樣置于清洗液中,銹斑污染物表面帶正電荷,表面活性劑靜電吸附在銹斑污染物表面,親水基團朝向銹斑污染物表面,疏水基團朝向水相,使得銹斑污染物表面被疏水保護膜覆蓋,導(dǎo)致銹斑污染物表面潤濕性下降,清洗難以進行[14]。繼續(xù)增加表面活性劑質(zhì)量濃度,疏水基團相互作用形成半膠束,清洗效果緩慢提升。其中鼠李糖脂、槐糖脂、茶皂素分子中的羥基及羧基具有與鐵離子絡(luò)合的能力[15],并且疏水鏈較短對銹斑污染物表面潤濕性影響較小,清洗效果提升顯著,色差值最高可達48.07。此外,當(dāng)茶皂素質(zhì)量濃度為6.0～8.0 g/L時,清洗效果呈現(xiàn)下降趨勢,推測是由于茶皂素本身呈黃色,在清洗過程與絲織品發(fā)生沾色、上染。鼠李糖脂、槐糖脂對清洗效果有顯著提升作用,均可作為銹斑污染物清洗用表面活性劑,鼠李糖脂受溫度、pH值影響較小,具有良好的表面活性,無毒、可生物降解[16]。因此,選擇鼠李糖脂作為后續(xù)實驗的表面活性劑,質(zhì)量濃度為4.0～6.0 g/L。

圖3 表面活性劑在銹斑污染物表面分布示意

2.1.2 還原劑、絡(luò)合劑質(zhì)量濃度的影響

根據(jù)預(yù)實驗結(jié)果,改變還原劑抗壞血酸質(zhì)量濃度為0.0～6.0 g/L、絡(luò)合劑EDTA-2Na質(zhì)量濃度為0.0～12.0 g/L,按照1.2清洗方法、表1清洗條件進行處理,清洗效果見圖4。

由圖4結(jié)果可知,單一某種清洗劑無法有效清除銹斑污染物,當(dāng)抗壞血酸、EDTA-2Na質(zhì)量濃度分別為0時,色差值僅為17.85、10.74。少量復(fù)配使用即能快速提升清洗效果,說明抗壞血酸與EDTA-2Na復(fù)配使用發(fā)揮了兩者協(xié)同清洗的作用。由圖4(a)可知,當(dāng)抗壞血酸質(zhì)量濃度在0.0～1.5 g/L時,可以快速提升鐵銹的清除效果;抗壞血酸質(zhì)量濃度在4.5 g/L時,清洗前后色差值最大達到46.90;抗壞血酸質(zhì)量濃度大于4.5 g/L,清洗前后色差值呈現(xiàn)下降趨勢。推測是由于抗壞血酸質(zhì)量濃度過大,其環(huán)狀分子結(jié)構(gòu)顯示出了明顯的空間位阻效應(yīng),降低了EDTA-2Na與鐵銹污染物的絡(luò)合速度及絡(luò)合能力[17]。因此,選擇抗壞血酸質(zhì)量濃度為2.0～4.0 g/L,繼續(xù)最佳質(zhì)量濃度的摸索。由圖4(b)可知,隨著EDTA-2Na質(zhì)量濃度的增加,清洗前后的色差值不斷增大,這是由于EDTA-2Na絡(luò)合鐵離子生成穩(wěn)定的五環(huán)結(jié)構(gòu)螯合物,提高了清洗效果;當(dāng)EDTA-2Na質(zhì)量濃度為6.0～12.0 g/L時,繼續(xù)增加質(zhì)量濃度,色差值基本保持不變。因此,EDTA-2Na質(zhì)量濃度為6.0 g/L左右較適宜。

圖4 兩種助劑對絲織品銹斑清洗效果的影響

2.1.3 清洗條件的選擇

絲織品文物屬于材質(zhì)脆弱的有機質(zhì),在外界因素長期作用下存在不同程度的老化,因此對清洗條件的要求很高。在綜合清洗效果和減少文物損傷的同時,通過對清洗溫度、時間、pH值、浴比等因素的優(yōu)化調(diào)整,試圖在較為溫和的清洗條件下基本滿足清洗效果的要求,并在后續(xù)正交實驗中通過助劑配比以實現(xiàn)良好的清洗效果。為此改變清洗溫度20～60 ℃、pH值3～7、清洗時間15～35 min、浴比1︰25～1︰200,按照1.2清洗方法、表1清洗條件進行處理,清洗效果見圖5。

圖5 清洗條件對絲織品鐵銹銹斑清洗效果的影響

由圖5可知,隨著溫度的提升,清洗前后的色差值不斷增大,當(dāng)溫度大于40 ℃時,繼續(xù)升溫色差值變化幅度減緩;pH值是影響鐵銹銹斑污染物清洗的重要因素,當(dāng)pH值為4時,色差值為49.02達到最大值,當(dāng)pH值過低時由于EDTA-2Na的酸效應(yīng),會與氫離子相結(jié)合形成共軛酸,絡(luò)合能力下降,同時會導(dǎo)致蠶絲纖維水解,因此pH值不能過低。隨著清洗時間的延長,20 min時色差值顯著增大,繼續(xù)延長清洗時間,清洗前后色差值變化較小,并且清洗時間過長會導(dǎo)致污染物再次沉積,影響清洗效果。此外,適宜的浴比可以使溶液具有良好的流動性,有利于銹斑清洗反應(yīng)的進行。結(jié)果顯示,當(dāng)浴比從1︰25增加到1︰150時,清洗前后色差值從11.08增加到44.63;浴比過大時清洗效果輕微下降,主要是因為浴比增大使溶液的緩沖能力增強。清洗條件研究表明,清洗溫度、pH值等都對清洗效果有顯著影響,盡管有文獻研究表明桑蠶絲白坯綢在pH值3.5、溫度40 ℃的酸水解條件下,老化40 d對絲織物拉伸斷裂強度無顯著影響[18],但是綜合考慮清洗效果及絲織品文物的老化狀況,為了減少清洗過程對絲織品文物的損傷,有必要進一步限制清洗條件,將后續(xù)實驗的清洗條件設(shè)定為溫度40 ℃、時間20 min、pH值5、浴比1︰100,不再探討清洗條件因素的作用大小。

2.2 清洗助劑最佳質(zhì)量濃度的確定

依據(jù)單因素實驗結(jié)果,綜合三種助劑對絲織品鐵銹清洗效果的影響,選取抗壞血酸質(zhì)量濃度(A)、EDTA-2Na質(zhì)量濃度(B)、鼠李糖脂質(zhì)量濃度(C)作為正交實驗因素,以清洗前后色差值為指標,采用L9(34)正交表進行三因素三水平的正交實驗,正交實驗因素設(shè)計、正交實驗結(jié)果及正交實驗方差分析見表2、表3、表4。

表2 清洗助劑對絲織品鐵銹銹斑清洗正交實驗設(shè)計

表3 清洗助劑對絲織品鐵銹銹斑清洗正交實驗安排及結(jié)果

表4 清洗助劑對絲織品鐵銹銹斑清洗正交實驗方差分析

由表3、表4結(jié)果可知,在絲織品鐵銹清洗過程中,助劑對清洗效果影響大小依次為EDTA-2Na>抗壞血酸>鼠李糖脂,即EDTA-2Na對銹斑污染物清洗效果影響最大,對清洗效果有非常顯著影響;抗壞血酸因素次之,對清洗效果有顯著影響;鼠李糖脂影響最小,無顯著性影響。在該清洗劑體系中,抗壞血酸通過將FeⅢ還原成FeⅡ,使鐵銹離開織物,EDTA-2Na及鼠李糖脂對鐵離子起到絡(luò)合及增溶作用,減少了溶液體系中的Fe2+濃度,提高了溶解能力,促進反應(yīng)的進行。最終得到絲織品鐵銹清洗的最佳助劑配比為A1B3C2,即抗壞血酸2 g/L、EDTA-2Na 7 g/L、鼠李糖脂5 g/L。在最佳工藝條件下進行驗證實驗,清洗前后色差值達到59.74。

本文針對絲織品鐵銹銹斑污染模擬樣的研究,目的是為文物清洗做準備。均勻銹斑污染物的制備將保證化學(xué)濕法處理的均勻性、穩(wěn)定性,有利于結(jié)果的評價。針對文物非均勻、重度銹斑污染的情況,將采用該種清洗方法與物理清除法相結(jié)合,能夠?qū)崿F(xiàn)更加良好的清洗效果。此外,針對有色文物的鐵銹清除研究還有待開展。

3 清洗有效性及安全性評價

為了驗證該種清洗方法在絲織品文物清洗工作中的可行性及安全性,本文采用最佳清洗工藝條件,綜合運用顯微鏡、掃描電鏡、光電子能譜、傅里葉紅外光譜、拉伸性能測試等,對清洗效果及安全性進行客觀評價。

3.1 形貌觀察

采用顯微鏡對清洗前后絲織品進行觀察(圖6),顯示清洗前絲織品表面密布鐵銹銹斑污染物,清洗后銹斑被完全清除、光澤感恢復(fù),組織結(jié)構(gòu)完好,未發(fā)現(xiàn)破損。此外,經(jīng)檢測,清洗后模擬樣與未污染原樣色差僅為2.59(清洗前后色差值分別為62.47和59.74),清除率為95.85%,說明絕大部分銹斑被清除,清洗效果良好。

圖6 清洗前后絲織品顯微示意

為了進一步分析清洗過程對蠶絲纖維的影響,本文利用掃描電子顯微鏡(SEM)分別對清洗前后樣品進行纖維縱向形貌觀察。如圖7所示,清洗前絲織品表面銹斑污染較為嚴重,纖維表面覆蓋大量顆粒狀附著物,表面特征無法觀察。經(jīng)過清洗后銹斑污染物被清除干凈,絲織品表面較為光滑,纖維原貌恢復(fù),無明顯污染物殘留。清洗后纖維無劈裂、折斷、裂紋,說明清洗效果良好,清洗過程未對纖維造成直觀損傷。

圖7 清洗前后蠶絲纖維縱向電鏡示意

3.2 光電子能譜元素分析

為了驗證銹斑污染物的清洗效果,本文對清洗前后樣品表面進行XPS分析,結(jié)果見圖8。

圖8 絲織品鐵銹銹斑清洗前后的XPS譜圖

圖8(a)比較了清洗前后絲織物表面的XPS譜圖,可以看出清洗后,在結(jié)合能532.1、712.1 eV處的O(1s)和Fe(2p)吸收峰強均顯著降低,表明該清洗工藝對銹斑污染物去除非常有效,大部分鐵銹被清除。為了針對性了解清洗前后絲織物表面鐵元素的變化,圖8(b)為清洗前后Fe(2p)區(qū)域的高分辨率掃描對比,清洗前樣品的Fe(2p)能譜圖呈現(xiàn)出兩個明顯的特征峰,經(jīng)過清洗樣品無顯著吸收峰,說明銹斑污染物被徹底清除。此外,在高分辨譜圖約718 eV處未出現(xiàn)衛(wèi)星峰,該峰是FeⅡ存在的明確證據(jù)[19],進一步驗證了銹斑污染物主要成分為FeⅢ。

3.3 織物拉伸性能測試

為了評價清洗助劑及清洗工藝對絲織品的損傷,保證評價結(jié)果的客觀性,本文測試中銹斑污染樣及未污染樣均進行熱濕老化。在處理溫度40 ℃、pH值5、時間20 min、浴比1︰100的條件下,采用最優(yōu)配比的鐵銹銹斑清洗液對未污染樣及其銹斑污染樣品進行處理,分析清洗處理前后樣品拉伸性能的變化。由表5可知,未污染樣在銹斑清洗液處理前后拉伸斷裂性能數(shù)據(jù)無顯著差異,說明采用該清洗助劑配比及清洗工藝對絲織品力學(xué)性能未造成損傷。銹斑污染模擬樣在鐵銹銹斑清洗液處理后拉伸斷裂性能優(yōu)于處理前去離子水對照樣的拉伸斷裂性能,這是因為銹斑導(dǎo)致纖維間摩擦阻力增大,限制了纖維、紗線間的滑移;經(jīng)過清洗,鐵銹被清除,織物斷裂伸長率增加,受力區(qū)域內(nèi)共同承擔(dān)拉伸外力的紗線擠壓緊密,織物斷裂強度增大。另外,由表5還可看出,銹斑污染模擬樣的斷裂強度低于生銹前的原樣,說明生銹對絲織品的損傷不可忽視。綜上所述,銹斑清洗過程對絲織品未造成損傷,經(jīng)過清洗后絲織品的拉伸性能得到恢復(fù),說明該種清洗方法安全有效,鐵銹的清除對絲織品文物保護非常必要。同時,銹斑污染物對紡織品文物的影響較大,值得深入分析。

表5 清洗工藝對絲織品拉伸性能的影響

3.4 紅外光譜分子結(jié)構(gòu)表征

紅外光譜特征可以進一步分析蠶絲分子結(jié)構(gòu)在清洗前后的變化[20]。圖9表明,清洗前后樣品的紅外光譜差異較大,在1 620 cm-1處酰胺Ⅰ鍵、1 516 cm-1處酰胺Ⅱ鍵、1 225 cm-1處酰胺Ⅲ鍵及685 cm-1處酰胺Ⅴ鍵附近的特征峰均發(fā)生變化。清洗前銹斑污染樣品的酰胺Ⅱ鍵、酰胺Ⅲ鍵及酰胺Ⅴ鍵特征峰均缺失,酰胺Ⅰ鍵峰強被顯著削弱,蠶絲特征峰均不同程度被削弱,說明鐵銹銹斑污染情況較為嚴重。清洗后銹斑污染樣品與未污染樣樣品紅外譜圖吻合,峰強有輕微減弱,說明清洗后銹斑污染樣品存在輕微老化。綜合拉伸斷裂強度及微觀形貌圖像分析,清洗過程并未對絲織品造成損傷,峰強的輕微減弱推測主要是由鐵銹污染物中可溶性金屬離子造成[2]。因此,通過紅外光譜數(shù)據(jù)分析表明,該種清洗方法能夠有效去除絲織品上的鐵銹銹斑污染物,清洗過程并未對蠶絲分子造成結(jié)構(gòu)損傷。

圖9 絲織品鐵銹銹斑清洗前后的紅外光譜圖

4 結(jié) 論

本文研究了絲織品銹斑污染物的清洗工藝,以及在甲胄類絲織品文物銹斑污染物清洗工作中應(yīng)用的可行性,得出以下結(jié)論。

1)抗壞血酸可以有效還原FeⅢ,提高FeⅡ的生成和釋放,鼠李糖脂的增溶作用促進了鐵離子向溶液的轉(zhuǎn)移,同時協(xié)同EDTA-2Na的絡(luò)合作用,促進鐵銹污染物的清洗;在抗壞血酸2 g/L、EDTA-2Na 7 g/L、鼠李糖脂5 g/L的最佳助劑配比溶液體系中,對鐵銹清洗效果影響程度依次為EDTA-2Na、抗壞血酸、鼠李糖脂。

2)單一清洗助劑無法實現(xiàn)對鐵銹銹斑污染物的有效清除,抗壞血酸和EDTA-2Na的協(xié)同作用極大增強了鐵銹銹斑清洗的效果,表面活性劑鼠李糖脂有助于頑固銹斑污染的進一步去除。

3)清洗有效性及安全性綜合評價表明,采用該種清洗工藝處理,鐵銹銹斑清除率達到95.85%,絕大部分銹斑污染物得到去除。清洗后絲織品形態(tài)保持完好,纖維微觀形貌得以展露,拉伸性能無顯著影響,絲蛋白結(jié)構(gòu)完好。因此,可以用于絲織品文物銹斑污染物的清洗。

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