艺术品保护中的高分子化合物

近年来，随着学科间的日益渗透，保护学家一直在努力研究如何科学地、有效地利用现代技术和材料保护珍贵的人类文化遗存。古代艺术品的保护就是其中一例。就艺术品的保护技术而言，主要是移植或引进其他学科的技术成就，逐渐地充实和完善艺术品保护科学技术，其中，高分子材料越来越受到保护学家的关注。
高分子材料由于耐水、耐腐蚀、强度高、加工性能优良等特点，被广泛地以不同的形式用于古代艺术品的保护修复中，如表面防护剂、粘接剂、原位渗透加固剂、防霉剂、防锈剂等。最初的艺术品保护使用材料是一些天然材料。从２０世纪６０年代以来，保护学家以极大的热情将合成高分子材料投入使用，却并未考虑这些材料最初是为了其他研究目的而开发的。虽然古代艺术品保护中使用的高分子化合物品种不少，但成功的报道和良好的后期效果并不像预期的那样。这一方面是因为，过去人们对艺术品的保护意识还不十分清楚，只是在实践中逐渐摸索，尽管积累了一些单一组分和混合组分聚合物的应用经验，但却忽视了大多数保护中使用的商用聚合物的组成及性能。另一方面，在未充分了解聚合物特性的情况下进行使用，导致应用后的表面光泽与黏附强度及渗透程度很难达到统一，有时会受气候的影响发生变色、脱黏等现象。有些保护材料非但没有起到保护作用，应用后还会在艺术品表面形成鳞片状的剥落，甚至导致进一步风化劣变。
因此，艺术品的保护与高分子材料有着密切的关系。高分子材料的发展，在某种程度上，影响着艺术品保护材料和保护技术的发展。加强高分子材料科学家与保护学家之间的合作，攻克艺术品保护中的难题，是值得推广和尝试的方法。
目前国内还没有专门介绍古代艺术品保护中高分子材料方面的书籍，为了使保护学家了解一些高分子化合物的基础知识，也为了使高分子科学家对艺术品保护中的高分子材料的特点有基本的认识，本书结合多年的工作实践和部分资料，在介绍高分子化合物特性的基础上，结合艺术品保护材料的特殊性，介绍了具有针对性的材料分析方法，全面、系统地介绍了古代艺术品保护中所涉及的天然高分子化合物和合成聚合物以及部分高分子化合物的分析结果。最后，结合实例，探讨聚合物保护艺术品的研究方法。
本书在编写过程中，得到西北工业大学材料学专业梁国正教授的大力支持，表示十分感谢。
由于水平有限，错误在所难免，敬请专家、学者、读者批评指正。

和玲
2003年6月
于西安交通大学

本书对艺术品保护中涉及的高分子化合物的特性、要求和种类及分析方法做了全面细致的介绍。全书共分为六章，以高分子化合物特性为基本点，围绕艺术品保护材料的特殊要求，着重介绍和讲述了高分子化合物与艺术品保护之间的关系、保护材料的特性、具有针对性的艺术品保护材料的分析方法、主要的天然高分子化合物和合成聚合物、部分高分子化合物的分析方法和结果、聚合物保护艺术品的研究方法。

第1章古代艺术品保护与高分子化合物1
11概述1
12艺术品保护科学技术2
121概念2
122研究内容5
13保护材料运用原则及要求7
131整旧如旧、保持原状原则7
132消除隐患原则8
133保护材料可逆性原则8
134新技术新材料运用原则8
135保护材料要求9
14艺术品保护与高分子化合物10
141艺术品创作过程中的高分子化合物10
142现代保护材料与高分子化合物11
1421 表面防风化材料13
1422加固保护材料14
1423粘接保护材料19
1424修补保护材料20
15高分子化合物保护艺术品的作用方式20
151成膜及粘接保护作用20
152原位加固中的材料复合作用20
153填充孔隙保护作用22
154反应聚合保护作用23
16保护用高分子材料的发展方向23
参考文献24
第2章高分子化合物的成膜特性27
21高分子化合物的结构和形态特点27
211概述27
212天然高分子化合物与合成高分子化合物28
213高分子化合物的结构特点与性质31
22高分子成膜材料的使用状态——液态35
221表面现象及润湿36
222液态的稳定性39
223液态的流动性40
224油指数及临界浓度42
23高分子成膜——固态44
231物理变化成膜44
2311溶剂挥发成膜44
2312乳浊液干化成膜46
2313熔化成膜46
232化学反应成膜47
24膜的光学性质48
241光泽48
242不透光性——掩蔽性49
243颜色52
25膜的机械性能54
251透气性——孔隙度54
252韧性（度）54
253柔性55
254粘接力56
参考文献58
第3章高分子化合物分析方法59
31概述59
311分离方法60
312高分子化合物的近代分析方法概述62
32气相色谱分析法64
321气相色谱仪64
322气相色谱分析原理65
323气相色谱法的定性和定量分析67
3231基本术语67
3232定性分析69
3233定量分析70
324气相色谱分析的特点72
33裂解气相色谱分析法73
331裂解色谱基本原理及裂解机理73
332裂解装置76
333裂解色谱的特点77
34质谱分析法78
341质谱仪的构造及工作原理79
342质谱分析方法83
35裂解气相色谱质谱分析法84
351裂解气相色谱质谱联用仪结构84
352裂解气相色谱质谱分析法85
353裂解气相色谱质谱分析法在艺术品分析中的应用87
3531在彩绘中胶黏剂分析中的应用87
3532在颜料分析中的应用89
3533在保护材料分析中的应用93
3534 在考古研究方面的应用94
36高效液相色谱分析方法95
361高效液相色谱法概述95
362高效液相色谱仪96
363高效液相色谱分析法的分类99
364高效液相色谱分析应用101
37红外光谱分析方法103
371红外光谱分析法简介103
372红外光谱仪及工作原理104
373红外光谱分析方法105
3731 光吸收基本定律——朗伯比尔定律105
3732定性分析108
3733定量分析111
374傅里叶变换红外光谱仪112
375红外光谱分析的制样技术113
38核磁共振波谱分析法115
381核磁共振波谱分析法简介115
382核磁共振的基本原理116
383核磁共振波谱分析方法118
39其他分析方法120
391电子显微镜分析法120
3911基本原理120
3912在艺术品保护中的分析应用123
392示差扫描量热法124
393高聚物溶液与分子量125
参考文献127
第4章艺术品保护中的天然高分子材料130
41概述130
42油和脂肪类材料130
421油和脂肪的组成130
422油和脂肪类材料的化学性质131
423干性油及半干性油132
4231亚麻油134
4232罂粟油136
4233核桃油136
4234蛋黄油136
4235桐油137
424干性油的黄化137
425干性油的分析鉴定138
4251干性油的热解气相色谱质谱分析138
4252干性油的FTIR分析145
43蜡类化合物147
431矿物蜡148
4311石蜡与微晶蜡148
4312从煤、褐煤、沥青及泥煤中提取的蜡148
432植物蜡149
4321小烛树蜡149
4322巴西蜡棕149
433动物蜡150
4331蜂蜡150
4332中国蜡150
4333鲸蜡150
4334羊毛脂151
434类固醇151
435蜡类化合物的分析鉴定153
44碳水化合物（糖类化合物）153
441碳水化合物与糖153
442多糖胶材料156
4421阿拉伯胶或金合欢胶156
4422黄蓍胶157
4423果树胶158
443植物黏质材料159
4431淀粉159
4432糊精161
4433半乳甘露聚糖（瓜耳胶）及葡甘露聚糖162
444纤维素衍生物162
4441硝基纤维素162
4442乙酸纤维素164
4443纤维素醚164
445碳水化合物的分析方法164
45蛋白质类材料167
451明胶和动物胶169
452鱼胶170
453酪蛋白170
454蛋白171
455蛋黄172
456蛋白胶画法胶画法172
457蛋白质的分析173
46天然树脂类175
461单萜烯177
462倍半萜烯177
4621威尼斯松节油177
4622斯特拉斯堡松节油178
463二萜烯178
4631松香178
4632山达脂178
464三萜烯180
4641达玛树脂180
4642玛蹄脂181
4643揽香脂181
4644柯巴脂182
47大漆类聚合物183
471漆树186
472生漆的化学成分186
473漆酚187
474生漆的成膜性能189
475漆膜的稳定性能190
476大漆的分析鉴定191
参考文献196
第5章艺术品保护中的合成聚合物197
51概述197
52环氧树脂类材料199
521树脂保护艺术品的一般讨论199
5211树脂黏度200
5212固化剂选择201
5213树脂应用技术202
522环氧树脂保护简介205
523环氧树脂组成206
5231环氧组分207
5232胺固化剂212
5233稀释剂、增韧剂、填料216
524渗透加固保护219
5241保护对象特性219
5242聚合物迁移220
5243颜色问题224
5244抗生物降解作用226
525粘接保护227
53丙烯酸类树脂229
531聚丙烯酸类229
5311丙烯酸聚合229
5312聚丙烯酸物理性质231
532Paraloid B72234
54硅酸乙酯类235
55含氟聚合物238
551含氟聚合物特性238
552氟聚物涂料研究状况239
5521含氟丙烯酸类聚合物涂料240
5522含氟聚醚（酮）类聚合物涂料241
5523含氟硅化物涂料241
553氟聚物在艺术品保护中的应用242
554四元含氟聚合物244
555含氟聚合物的性能表征247
5551共聚物物理性能247
5552共聚物结构特征248
5553含氟聚合物成膜性能250
5554玻璃化转变温度及接触角252
5555膜的耐酸碱腐蚀性能255
56其他聚合物257
参考文献258
第6章聚合物保护艺术品研究实践264
61概述264
62岩石矿物结构特征及组成264
621岩石样品264
622岩石结构特征分析265
63固化物的形成269
631聚合物加固体系及加固方法269
632固化物形成周期270
64固化物渗透深度271
641渗透深度及加固强度271
642渗透深度评估272
65水力学性能表征276
651孔隙度276
652持水量277
653毛细吸水和毛细渗透277
654水力学膨胀系数278
655颜色变化279
656抗水蒸气扩散系数279
66湿气的影响280
67加固强度及耐老化性能281
671加固强度281
672冻融老化对强度的影响282
673热膨胀对强度的影响282
674酸腐蚀对强度的影响284
68可溶盐对聚合物保护效果的影响285
681吸水及干化曲线286
682盐对干化曲线及临界含湿量的影响287
683吸湿对吸盐样块的影响291
684湿度循环变化中盐的风化292
685不同体系脱盐结果294
69酸碱对聚合物保护效果的影响300
691质量变化及外观特征300
692酸碱腐蚀后接触角变化302
610UV光照对聚合物保护效果的影响304
611聚合物保护应用实例307
612加固保护效果评估309
参考文献313
附录1环氧树脂固化剂缩写名称对照表318
附录2环氧树脂稀释剂缩写名称对照表319
附录3古代常用防蠹药物的有效化学成分320
附录4彩绘艺术品（壁画）的检测及处理程序323
附录5大型石刻艺术品保护规范326