Чтение онлайн

на главную - закладки

Жанры

Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 3
Шрифт:

Необходимым условием использования консервантов является отсутствие изменения их цвета, растворимости и прозрачности при старении. Для выяснения этого изменения было изучено сухое старение при температурах 100, 150, 180, 200 и 300оС в течение 1, 2 и 3 часов пленок, полученных из 15 % раствора сополимера. Изменение прозрачности пленок оценивали по их светопропусканию (D) с помощью фотоэлектрического колориметра (ил. 1).

После сухого старения при 100оС в течение 1, 2 и 3 часов пленки сополимера остаются бесцветными и прозрачными, при этом они полностью растворяются в ацетоне. Старение при 150оС приводит к незначительному понижению светопропускания пленок и появлению легкой желтизны. Старение при более высоких температурах (180оС и 200оС) сопровождается

тем, что прозрачность пленок резко снижается, пленки темнеют до коричневого цвета. Чтобы понять, что же происходит с сополимером после воздействия на него повышенных температур, проводили растворение его в растворителе – ацетоне. Результаты исследования приведены в Табл. 1.

Ил. 1. Зависимость светопропускания (D) пленок, приготовленных из 15 % раствора сополимера, от времени (t) сухого термостарения при температуре, °С: 1 – 100; 2 – 150; 3 – 180; 4 – 200

Таблица 1. Зависимость растворимости в ацетоне пленок сополимера А-45К, подвергнутых термостарению при различных температурах (Т) и времени воздействия (t)

Видно, что уже при 80°С и при длительном температурном воздействии идет частичное сшивание полимера, о чем свидетельствует наличие в растворе гелеобразных частиц. И чем выше температура и больше время прогрева, тем сильнее идет сшивание. Об этом говорит ухудшение или прекращение растворимости полимера и пожелтение пленок.

Оценкой старения ткани и композиций ткань – СПЛ служило также изменение разрывной прочности (ил. 2).

Ил. 2. Зависимость разрывной прочности (p) образцов ткани из бязи от температуры (Т) сухого старения. Время старения 1 час.

1 – исходной; 2 – пропитанной 3 % раствором сополимера;

3 – пропитанной 10 % раствором сополимера

Введение в ткань сополимера не оказывает существенного влияния на ее разрывную прочность, т. к. сополимер имеет прочность несравнимо меньшую, чем целлюлоза. Основной вклад в обеспечение прочности композиции вносит жесткоцепной полимер – целлюлоза. Видно, что при прогреве до 140°С как для бязи, так и для композиций имеет место незначительное увеличение разрывной прочности. Это обусловлено тем, что в данном диапазоне температур идет испарение влаги, находящейся между волокнами ткани, ведущее к увеличению прочности. При температуре 160–200°С наблюдается потемнение образцов, что свидетельствует о прохождении термоокислительной деструкции волокон целлюлозы и полимера. Все это сопровождается резким понижением прочности. При более высоких температурах образцы ткани обугливаются, разрушаются макромолекулы, увеличивается хрупкость волокон и прочность как необработанной, так и обработанной полимером ткани снижается на 90 %.

Распространенным методом укрепления ветхих тканей является дублирование их на новую прочную основу. Именно поэтому следующим этапом работы было изучение адгезии дублируемой ткани к дублирующей. В качестве первой брали как несостаренную (исходную), так и предварительно состаренную в течение 1 часа при 180°С ткань, в качестве второй – исходную. В качестве склеивающего вещества использовали 20 % раствор А-45К, который с помощью кисти наносили на дублировочную ткань и затем, не высушивая, прижимали дублировочную ткань к дублируемой. После чего склеенную композицию сушили при комнатной температуре до полного высыхания клеевого шва. Адгезионную прочность оценивали по сопротивлению отслаиванию (о) тканей, которое измеряли на разрывной машине РМИ-5.

Из данных Табл. 2 видно, что 20 % раствор сополимера обеспечивает удовлетворительную адгезию клеевого шва к ткани как до, так и после теплового воздействия.

Таблица 2. Адгезионнная прочность отслаивания композиций: ткань + сополимер А-45К + ткань

Это можно объяснить с точки зрения одного из видов механической теории адгезии. Согласно этой теории, адгезия осуществляется за счет того, что ворсинки, находящиеся на поверхности

материала, при нанесении жидкого клея попадают в его толщу и после отверждения клея оказываются прочно внедренными в адгезив, что обеспечивает прочную связь адгезива с субстратом. Если заменить одну из тканей на подвергнутую ранее старению при повышенной температуре ткань, то адгезионная прочность такой композиции немного снижается, очевидно, из-за отсутствия мелких ворсинок, деструктированных у состаренной ткани.

Изучена способность сополимера А-45К экстрагироваться из ткани растворителем после теплового воздействия на композицию. Полученные результаты позволяют оценивать температурное поведение систем с точки зрения обратимости консервации, т. е. возможности удаления СПЛ из ткани. Предварительно взвешенные образцы исходной ткани размером 80x10 мм пропитывали растворами сополимера 10 % и 5 % концентрации, сушили при комнатной температуре до постоянной массы. Затем образцы прогревали при температурах 40оС, 60оС и 80оС. Такой прогрев композиций может происходить при легком глажении, а повышенные температуры позволяют также моделировать ускоренное старение композиций. Состаренные образцы погружали в растворитель – этилацетат или смесь этилацетата и ацетона. Через определенные промежутки времени образцы вынимали, сушили и взвешивали. По изменению массы образцов судили о том, сколько сополимера вымывается из ткани. Опыт с погружением чистой ткани в растворитель показал, что ее масса со временем пребывания в растворителе остается постоянной. Это означает, что молекулы волокон ткани не растворяются в растворителе. Результаты исследования по вымыванию СПЛ А-45К из ткани приведены на ил. 3а, б.

Из графика (ил. 3а) следует, что после воздействия на композицию ткань – СПЛ температуры до 40°С СПЛ из ткани вымывается полностью. Чем меньше концентрация пропитывающего раствора СПЛ, тем быстрее он вымывается. Так, если для раствора СПЛ с концентрацией 10 % этот срок равен 15 минутам, то для 5 % раствора – 5 минут. Чем выше температура прогрева и больше время теплового воздействия, тем медленнее вымывается СПЛ из ткани. Вероятно, когда температура прогрева невысокая, то имеет место лишь физическое взаимодействие между тканью и пропитывающим агентом. Прогрев композиции в течение 2 и 3 часов при 60°С и 80°С приводит к тому, что полимер вымывается из ткани не полностью. Очевидно, при достижении критической температуры компоненты целлюлозная ткань – СПЛ взаимодействуют химически – и это препятствует вымыванию СПЛ из ткани.

Ил. 3. Изменение содержания СПЛ А-45К в композиции ткань + СПЛ от времени пребывания ее в этилацетате

а) Концентрация р-ра СПЛ, нанесенного на ткань, мас.% (1) -5; (2–4) -10. Температура прогрева, °С: 1,2–40; 3–60; 4–100. Время прогрева 3 часа.

б) Концентрация р-ра СПЛ, нанесенного на ткань 10 мас.%. Время прогрева при 80°С, ч: 1–1; 2–2; 3–3

Данные исследования позволяют установить оптимальный температурный интервал использования сополимера А-45К как консерванта ткани и предотвратить необратимые химические превращения в композициях. Этот интервал до 40–50°С.

Выводы

1. Прогрев сополимера А-45К при повышенных температурах вызывает его частичное или полное сшивание, потерю растворимости и потемнение пленок.

2. Для ткани и ее композиции с сополимером выявлены три области их разрушения под воздействием повышенных температур. В первой области до 150°С происходит испарение сорбированной волокнами ткани воды, в результате прочность ткани и ее композиций с сополимером немного повышается. Во второй области от 150 до 250°С происходит деструкция целлюлозы – прочность ткани и композиций резко падает до 90 %. И в третьей области – выше 250°С – ткань сгорает, образуя обуглившийся остаток, который рассыпается при прикосновении к нему руками.

3. Установлено, что консервация ткани акриловым сополимером А-45К носит обратимый характер только при невысокой температуре воздействия (до 40–50°С). Воздействие температур более 80°С приводит к необратимым последствиям – полимер из ткани вымывается лишь частично.

Литература

1. Федосеева Т. С. Материалы для реставрации живописи и предметов прикладного искусства. М., 1999.

2. Семечкина Е. В. Способы нанесения акрилового полимера А-45К на дублировочную ткань и их эффективность // Скульптура. Прикладное искусство: Реставрация. Исследования. М., 1993. С. 122–126.

Поделиться:
Популярные книги

Идеальный мир для Лекаря 21

Сапфир Олег
21. Лекарь
Фантастика:
фэнтези
юмористическое фэнтези
аниме
5.00
рейтинг книги
Идеальный мир для Лекаря 21

Книга пяти колец. Том 4

Зайцев Константин
4. Книга пяти колец
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
5.00
рейтинг книги
Книга пяти колец. Том 4

Не отпускаю

Шагаева Наталья
Любовные романы:
современные любовные романы
эро литература
8.44
рейтинг книги
Не отпускаю

Брак по-драконьи

Ардова Алиса
Фантастика:
фэнтези
8.60
рейтинг книги
Брак по-драконьи

Князь

Мазин Александр Владимирович
3. Варяг
Фантастика:
альтернативная история
9.15
рейтинг книги
Князь

Столичный доктор

Вязовский Алексей
1. Столичный доктор
Фантастика:
попаданцы
альтернативная история
8.00
рейтинг книги
Столичный доктор

Камень. Книга 4

Минин Станислав
4. Камень
Фантастика:
боевая фантастика
7.77
рейтинг книги
Камень. Книга 4

Темный Охотник 2

Розальев Андрей
2. Темный охотник
Фантастика:
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Темный Охотник 2

Измена. Не прощу

Леманн Анастасия
1. Измены
Любовные романы:
современные любовные романы
4.00
рейтинг книги
Измена. Не прощу

Перерождение

Жгулёв Пётр Николаевич
9. Real-Rpg
Фантастика:
фэнтези
рпг
5.00
рейтинг книги
Перерождение

Право налево

Зика Натаэль
Любовные романы:
современные любовные романы
8.38
рейтинг книги
Право налево

Истребители. Трилогия

Поселягин Владимир Геннадьевич
Фантастика:
альтернативная история
7.30
рейтинг книги
Истребители. Трилогия

Барон меняет правила

Ренгач Евгений
2. Закон сильного
Фантастика:
фэнтези
попаданцы
аниме
5.00
рейтинг книги
Барон меняет правила

Мастер 7

Чащин Валерий
7. Мастер
Фантастика:
фэнтези
боевая фантастика
попаданцы
технофэнтези
аниме
5.00
рейтинг книги
Мастер 7