CN105671958B - 一种丝织品文物的加固液和加固方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种丝织品文物的加固液，所述加固液包括溶液A和溶液B，其中，所述溶液A为醛基化的纳米颗粒的分散液，所述纳米颗粒选自二氧化硅、二氧化钛、二氧化锌纳米颗粒中的任一种或其组合；所述溶液B为蛋白溶液。使用本发明提供的丝织品文物的加固液对丝织品文物进行加固，效果良好，丝织品文物的强度得到了大幅度的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种丝织品文物的加固液和加固方法及应用。
背景技术
丝绸是我国历史文物繁多种类中具有代表性的文物之一，伴随着中华文明的起源和发展，是中华文明的重要组成部分。早在公元前三世纪，我国就以丝绸闻名于世界，更开辟了举世闻名的丝绸之路。古代丝织品对于了解我国古代纺织品技术及其起源与发展，以及不同时期我国文化的发展状况都具有重要的价值。但是，目前遗存下的大量丝织品文物，由于长期埋藏于地下或水中，在几百甚至几千年的保存过程中受到光、热、化学、生物、机械等环境因素侵害，受损灰化程度严重，组织结构信息丢失，严重影响文物价值。对这些珍贵的历史文物如何进行有效修复，已成为文物研究者的一项重要课题。
传统的加固方法大致包括透明薄板加夹衬法、裱托法、针线缝补法、丝网加固法、接枝共聚法、合成树脂加固法、丝胶加固法等方法。但这些方法均存在着缺陷，应用受到一定的限制。丝胶加固法利用与丝织品具有同源性和亲和性的丝素单边对丝织品进行加固保护，可以一定程度上提高丝织品文物强度，同时不影响其外观和手感。但是对于糟朽、脆弱、稍碰即损的出土丝织品文物的修复效果非常有限。
发明内容
为了解决现有技术中丝织品文物加固方法的上述缺陷，本发明实施例提供一种丝织品文物的加固液和加固方法及应用。
作为本发明实施例的一个方面，涉及一种丝织品文物的加固液，所述加固液包括溶液A和溶液B，其中，所述溶液A为醛基化的纳米颗粒的分散液，所述纳米颗粒选自二氧化硅、二氧化钛、二氧化锌纳米颗粒中的任一种或其组合；所述溶液B为蛋白溶液。所述纳米颗粒尺寸可以为100nm以下，比如为10-100nm。所述纳米颗粒浓度为1-50mg/mL。所述溶液B中，丝蛋白溶液质量百分比浓度为0.1-10％。
所述纳米颗粒的醛基化方法可以为：
所述纳米颗粒分散到乙醇溶液中，终浓度为1-50mg/mL；
加入双(2-羟乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，浓度为0.1-50uM；
80度回流下搅拌反应3小时；
离心，乙醇洗3遍，水洗2遍，得到羟基化化的纳米颗粒；
将得到的羟基化的纳米颗粒分散于水中，加入0.01-1MNaIO4，避光搅拌反应24小时；
加入10-40mL乙二醇，继续搅拌15分钟中和溶液，离心，水洗3遍，得到醛基化的纳米颗粒。
作为本发明实施例的另一个方面，涉及一种丝织品文物的加固方法，所述加固方法使用上述的加固液。所述加固方法可以为：将丝织品按浸泡在溶液A中，浸渍时间为5分钟到1小时，取出后自然干燥；之后将丝织品浸泡到的溶液B，浸渍时间为10分钟到4小时，取出后自然干燥。
作为本发明实施例的又一个方面，涉及上述加固液在丝织品文物加固中的应用。
本发明实施例至少实现了如下技术效果：
使用本发明提供的丝织品文物的加固液对丝织品文物进行加固，效果良好，丝织品文物的强度得到了大幅度的提高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明通过丝织品文物首先浸泡在醛基化的纳米颗粒分散液中，使纳米颗粒进驻到受损坏的丝织品的纤维的表面和内部，纳米颗粒的醛基与丝织品纤维中丝蛋白的氨基酸残基中的氨基发生化学键合形成希夫氏碱，对丝织品起到固定作用，第二步将丝织品文物浸泡在丝蛋白溶液中，可以在醛基化的纳米颗粒与外加丝蛋白之间形成希夫氏碱，进一步加固丝织品文物，大幅度提高脆弱丝织品的强度。
与现有技术比较，本发明提出的方法至少具有如下优点：
方法简单、操作方便、成本低；
不影响丝织品文物的颜色、手感、外观等特性；
可以大幅度提高丝织品文物的强度，加固效果好；
利用和丝织品文物具有同源性和亲和性的丝蛋白和功能化纳米材料加固丝织品文物，符合文物保护中“修旧如旧”的原则。
本发明包括通过纳米颗粒的醛基化，配制溶液A(醛基化的纳米颗粒的分散液)。所述纳米颗粒可以选自二氧化硅、二氧化钛、二氧化锌纳米颗粒中的任一种或其组合；其颗粒尺寸可以是100nm以下，比如可以是10-100nm；其纳米颗粒浓度可以是1-50mg/mL。
所述纳米颗粒的醛基化具体方法为：所述纳米颗粒分散到乙醇溶液中，终浓度为1-50mg/mL；加入双(2-羟乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，浓度为0.1-50uM；80度回流下搅拌反应3小时；离心，乙醇洗3遍，水洗2遍，得到羟基化化的纳米颗粒；将得到的羟基化的纳米颗粒分散于水中，加入0.01-1MNaIO4，避光搅拌反应24小时。之后，加入10-40mL乙二醇，继续搅拌15分钟中和溶液，离心，水洗3遍，得到醛基化的纳米颗粒。
本发明中，丝蛋白溶液(溶液B)的丝蛋白溶液质量百分比浓度为0.1-10％。
本发明中，丝织品的加固方法如下：将丝织品按浸泡在溶液A中，浸渍时间为5分钟到1小时，取出后自然干燥；之后将丝织品浸泡到的溶液B，浸渍时间为10分钟到4小时，取出后自然干燥。
由于丝织品文物的不可再生性，本发明采用人工老化的方式制备用于重复试验的模拟古代丝织品样品，其方法为：将丝绸剪成5cm×2cm(经×纬)尺寸大小，35度，湿度50％下浸泡于5％NaOH溶液中12h，取出用去离子水充分清洗后浸泡，知道浸泡液呈中性为止。将样品阴干后置于干燥器中保存待用。
本发明对丝织品强度的测定参照吴天才在《考古与文物》2006年第6期所发表“法门寺出土丝织品的最佳强度测定”中所记载的强度测定方法进行。
实施例1：
取10nm的二氧化硅分散于100mL乙醇溶液中，终浓度为10mg/mL，加入双(2-羟乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，浓度为10uM，80度回流下搅拌反应3小时，16000g离心20min，乙醇洗3遍，水洗2遍，得到羟基化的二氧化硅纳米颗粒；将得到的羟基化的二氧化硅纳米颗粒分散于200mL水中，加入0.75M NaIO4，避光搅拌反应24小时。之后，加入25mL乙二醇，继续搅拌15分钟中和溶液，16000g离心20min，水洗3遍，得到醛基化的二氧化硅纳米颗粒，去离子水重悬调整浓度为5mg/mL，得到溶液A。
本实施例中，丝蛋白溶液(溶液B)的丝蛋白溶液质量百分比浓度为10％。
丝织品的加固方法如下：将丝织品按浸泡在溶液A中，浸渍时间为5分钟到1小时，取出后自然干燥；之后将丝织品浸泡到的溶液B，浸渍时间为10分钟到4小时，取出后自然干燥。
结果显示，经过本实施例处理的丝织品，强度明显增强，横向抗张强度2.8N/cm2，纵向抗张强度5.3N/cm2，和加固前对照丝织品横向抗张强度0.37N/cm2，纵向抗张强度0.58N/cm2相比分别提高了7.6倍和9.1倍。
实施例2：
取100nm的二氧化钛分散于200mL乙醇溶液中，终浓度为20mg/mL，加入双(2-羟乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，浓度为10uM，80度回流下搅拌反应5小时，12000g离心20min，乙醇洗3遍，水洗2遍，得到羟基化的二氧化钛纳米颗粒；将得到的羟基化的二氧化钛纳米颗粒分散于400mL水中，加入2M NaIO4，避光搅拌反应24小时。之后，加入60mL乙二醇，继续搅拌15分钟中和溶液，12000g离心20min，水洗3遍，得到醛基化的二氧化钛纳米颗粒，去离子水重悬调整浓度为10mg/mL，得到溶液A。
本实施例中，丝蛋白溶液(溶液B)的丝蛋白溶液质量百分比浓度为0.1％。
丝织品的加固方法如下：将丝织品按浸泡在溶液A中，浸渍时间为5分钟到1小时，取出后自然干燥；之后将丝织品浸泡到的溶液B，浸渍时间为10分钟到4小时，取出后自然干燥。
结果显示，经过本实施例处理的丝织品，强度明显增强，横向抗张强度2.2N/cm2，纵向抗张强度4.6N/cm2，和加固前对照丝织品横向抗张强度0.37N/cm2，纵向抗张强度0.58N/cm2相比分别提高了5.9倍和7.9倍。
实施例3：
取40nm的二氧化锌分散于200mL乙醇溶液中，终浓度为20mg/mL，加入双(2-羟乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，浓度为10uM，80度回流下搅拌反应5小时，12000g离心20min，乙醇洗3遍，水洗2遍，得到羟基化的二氧化锌纳米颗粒；将得到的羟基化的二氧化锌纳米颗粒分散于400mL水中，加入2M NaIO4，避光搅拌反应24小时。之后，加入60mL乙二醇，继续搅拌15分钟中和溶液，12000g离心20min，水洗3遍，得到醛基化的二氧化锌纳米颗粒，去离子水重悬调整浓度为10mg/mL，得到溶液A。
本实施例中，丝蛋白溶液(溶液B)的丝蛋白溶液质量百分比浓度为2％。
丝织品的加固方法如下：将丝织品按浸泡在溶液A中，浸渍时间为5分钟到1小时，取出后自然干燥；之后将丝织品浸泡到的溶液B，浸渍时间为10分钟到4小时，取出后自然干燥。
结果显示，经过本实施例处理的丝织品，强度明显增强，横向抗张强度1.4N/cm2，纵向抗张强度3.1N/cm2，和加固前对照丝织品横向抗张强度0.37N/cm2，纵向抗张强度0.58N/cm2相比分别提高了3.8倍和5.3倍。
实施例4：
取20nm的二氧化硅和二氧化钛1:1混合分散于200mL乙醇溶液中，终浓度为二氧化硅和二氧化钛各10mg/mL，加入双(2-羟乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，浓度为10uM，80度回流下搅拌反应5小时，12000g离心20min，乙醇洗3遍，水洗2遍，得到羟基化的二氧化硅和二氧化钛米颗粒；将得到的羟基化的二氧化硅和二氧化钛纳米颗粒分散于400mL水中，加入2MNaIO4，避光搅拌反应24小时。之后，加入60mL乙二醇，继续搅拌15分钟中和溶液，12000g离心20min，水洗3遍，得到醛基化的二氧化硅和二氧化钛纳米颗粒，去离子水重悬调整浓度为10mg/mL，得到溶液A。
本实施例中，丝蛋白溶液(溶液B)的丝蛋白溶液质量百分比浓度为0.1％。
丝织品的加固方法如下：将丝织品按浸泡在溶液A中，浸渍时间为5分钟到1小时，取出后自然干燥；之后将丝织品浸泡到的溶液B，浸渍时间为10分钟到4小时，取出后自然干燥。
结果显示，经过本实施例处理的丝织品，强度明显增强，横向抗张强度3.6N/cm2，纵向抗张强度5.8N/cm2，和加固前对照丝织品横向抗张强度0.37N/cm2，纵向抗张强度0.58N/cm2相比分别提高了9.7倍和10倍。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种丝织品文物的加固方法，其特征在于，步骤如下：
(1)取20nm的二氧化硅和二氧化钛1:1混合分散于200mL乙醇溶液中，终浓度为二氧化硅和二氧化钛各10mg/mL，加入双(2-羟乙基)-3-氨丙基三乙氧基硅烷，浓度为10uM，80℃回流下搅拌反应5小时，12000g离心20min，乙醇洗3遍，水洗2遍，得到羟基化的二氧化硅和二氧化钛纳米颗粒；将得到的羟基化的二氧化硅和二氧化钛纳米颗粒分散于400mL水中，加入2MNaIO4，避光搅拌反应24小时，之后，加入60mL乙二醇，继续搅拌15分钟中和溶液，12000g离心20min，水洗3遍，得到醛基化的二氧化硅和二氧化钛纳米颗粒，去离子水重悬调整浓度为10mg/mL，得到溶液A；
(2)将丝织品按浸泡在溶液A中，浸渍时间为5分钟到1小时，取出后自然干燥；之后将丝织品浸泡到质量百分比浓度为0.1％的丝蛋白溶液中，浸渍时间为10分钟到4小时，取出后自然干燥。
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