在書(shū)畫(huà)裝裱漿糊中添加水性氟碳乳液和二氧化硅的可行性研究

王文剛（天水市博物館，甘肅天水741000）

在書(shū)畫(huà)裝裱漿糊中添加水性氟碳乳液和二氧化硅的可行性研究

王文剛
（天水市博物館，甘肅天水741000）

漿糊作為傳統(tǒng)書(shū)畫(huà)裝裱的主要粘接劑，其性能的優(yōu)劣、質(zhì)量的高低直接影響書(shū)畫(huà)裝裱的成敗及裱件的質(zhì)量、保存時(shí)間的長(zhǎng)短。我國(guó)自古就有在書(shū)畫(huà)裝裱漿糊中添加某種物質(zhì)來(lái)改變漿糊性能的做法，為了了解和弄清古人此做法的目的，依據(jù)水性氟碳乳液和二氧化硅的特性，本文通過(guò)在書(shū)畫(huà)裝裱的漿糊中添加不同比例的水性氟碳乳液和二氧化硅，以其對(duì)書(shū)畫(huà)裝裱漿糊的粘度、酸度、裝裱后裱件的強(qiáng)度、老化速度等的影響為主要研究?jī)?nèi)容。結(jié)果表明，在漿糊中添加水性氟碳乳液的比例越大，漿糊的PH值越大、裱件質(zhì)地越硬。相反，添加二氧化硅的比例越大，漿糊的粘度也越大，酸度和裱件的柔韌性變化不太明顯。

漿糊；水性氟碳乳液；二氧化硅；書(shū)畫(huà)裝裱

裝裱也叫“裝磺、“裝池”、“裱背”，是我國(guó)特有的一種保護(hù)和美化書(shū)畫(huà)以及碑帖的技術(shù)，它是伴隨著繪畫(huà)的產(chǎn)生而發(fā)展形成的。古人云“三分畫(huà)，七分裱”，可見(jiàn)裝裱對(duì)書(shū)畫(huà)的重要性。近年來(lái)，隨著科技的發(fā)展、人們生活水平的提高，以及對(duì)傳統(tǒng)文化的繼承、發(fā)展與弘揚(yáng)，傳統(tǒng)書(shū)畫(huà)裝裱技術(shù)和書(shū)畫(huà)修復(fù)越來(lái)越受人們的親睞。

漿糊作為書(shū)畫(huà)裝裱的主要粘接劑，其質(zhì)量直接關(guān)系著裝裱作品的優(yōu)劣和保存時(shí)間的長(zhǎng)短。漿糊的主要成分是淀粉，容易導(dǎo)致裝裱過(guò)的書(shū)畫(huà)霉變、蟲(chóng)蛀，為了改變和優(yōu)化漿糊的粘接強(qiáng)度和防霉防腐能力，古人在制糊的過(guò)程中往往加入某種物質(zhì)。水性氟碳乳液偏堿性、具有優(yōu)異的耐候性、耐水性、耐污染性，且無(wú)毒無(wú)害，是一種綠色環(huán)保型的高分子材料，而A200型納米二氧化硅具有增稠性、補(bǔ)強(qiáng)性等特點(diǎn)。因此，本文通過(guò)在書(shū)畫(huà)裝裱的漿糊中添加不同比例的水性氟碳乳液和A200型納米二氧化硅，研究其對(duì)書(shū)畫(huà)裝裱漿糊的粘度、酸度、裱件外觀、強(qiáng)度的影響，探究書(shū)畫(huà)裝裱漿糊中添加水性氟碳乳液和納米二氧化硅的可行性。

一、實(shí)驗(yàn)部分

（一）實(shí)驗(yàn)儀器

MIT耐折度測(cè)定儀，電子天平，燒杯，PHS-3C型精密PH計(jì)，DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器；真空干燥箱，紅外干燥箱，紫外照射燈，NDJ-5S數(shù)字旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)。

（二）實(shí)驗(yàn)材料

小麥淀粉，HT-610型水性氟碳乳液，A200型納米二氧化硅。

HT-610型水性氟碳乳液是特種丙烯酸酯類、特種氟樹(shù)脂共聚物陰離子型乳白色微帶藍(lán)光液體，粘度值為：50~500 mp.s，PH值為：7~9，作為水性氟碳涂料的主要成膜材料，成膜透明度高，具有優(yōu)異的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化學(xué)品性。比其他普通丙烯酸水性乳液性能要強(qiáng)很多，對(duì)人體沒(méi)有危害，對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染，對(duì)磚石建筑表面有極佳的附著力和抗粉化性能。

A200型納米二氧化硅是一種表面帶有大量的羥基和吸附的水分子的納米粉體材料。粒徑小、微孔多、比表面積大、化學(xué)純度高、分散性能好；對(duì)紫外光、可見(jiàn)光及紅外光反射能力強(qiáng)，具有優(yōu)越的穩(wěn)定性、補(bǔ)強(qiáng)性和觸變性。因其獨(dú)特優(yōu)越的性質(zhì)廣泛應(yīng)用于涂料、塑料、陶瓷等行業(yè)。

（三）實(shí)驗(yàn)方法

1.漿糊的制備

稱取一定量的淀粉，將淀粉與水按質(zhì)量：體積=1:3放入燒杯中混合，攪拌均勻，在DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器中盛放一定量的水，加熱到70～75℃，并調(diào)節(jié)溫度恒定不變，將攪拌均勻的漿液放入，加熱煮沸8～10分鐘，不停地?cái)噭?dòng)至呈透明狀，由稀變稠，略呈輕微黃色且能拉起漿絲為佳，取出燒杯，自然冷卻。

2.二氧化硅溶液的配制

稱取適量的A200型二氧化硅置于干燥潔凈的小燒杯中，用量筒量取一定量的蒸餾水放在磁力攪拌器下攪拌均勻。

3.漿糊粘度的測(cè)定

粘度是表征流體流動(dòng)時(shí)所受內(nèi)摩擦阻力大小的物理量，是流體在受剪切應(yīng)力作用時(shí)表現(xiàn)出的特征。漿糊的粘度直接影響裱件是否容易出現(xiàn)起翹、開(kāi)裂等病變。

按照上文制備稠漿糊的方法，稱取70克淀粉、210毫升的蒸餾水制備好稠漿糊，待其冷卻后加入280毫升水稀釋，攪拌均勻，用200目的篩子過(guò)濾使其全部融化，添加不同量的水性氟碳乳液和二氧化硅，采用校正后的NDJ-5S數(shù)字旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)分別測(cè)量其粘度，測(cè)量三次，取其平均值。

4.漿糊PH值的測(cè)定

根據(jù)此前制備好的漿糊，分別添加不同比例水性氟碳乳液和二氧化硅，采用校正后的PHS-3C型精密PH計(jì)分別測(cè)量其PH值，測(cè)量三次，取其平均值。

5.漿糊和裱件的外觀變化

添加不同比例的水性氟碳乳液和二氧化硅后觀察漿糊和裱件的顏色變化。

6.漿糊抗菌實(shí)驗(yàn)（只進(jìn)行了添加水性氟碳乳液的實(shí)驗(yàn)）

稱取10克淀粉，按照淀粉的質(zhì)量：水的體積=1:3的比例制備稠漿糊，然后按照3%、5%、7%的比例加入一定量的水性氟碳乳液。同時(shí)，稱取一定量的淀粉，按照淀粉質(zhì)量：水+水性氟碳乳液的體積=1:3的比例制備3%、5%、7%的漿糊，并將其分別放入干燥且干凈的培養(yǎng)皿中放置在室溫下，一周后觀察并記錄現(xiàn)象。具體制作情況如表1、表2。

表2　制作漿表糊前添加水性氟碳乳液

7.裱件強(qiáng)度的測(cè)定

（1）制備裱件

將實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備好的宣紙裁成大小適中并能夠滿足后期測(cè)量需要的尺度，根據(jù)書(shū)畫(huà)裝裱的技法，將添加不同比例的水性氟碳乳液和二氧化硅的漿糊用排刷均勻地涂在宣紙樣上，另取紙樣覆蓋在有漿糊的紙樣上，并用鬃刷排實(shí)，不能留有氣泡，粘貼在備好的粘有宣紙的木板上，陰干，揭下，即為裱件。

（2）制備紙樣

將陰干的裱件根據(jù)紙張纖維的縱橫裁成規(guī)格為1.5厘米x15厘米試樣。

（3）強(qiáng)度測(cè)量

將制備好的紙樣放入耐折度儀的上下夾口處，旋緊固定螺旋，調(diào)節(jié)拉力為4.9牛，記錄紙張的斷裂次數(shù)，即為紙張的耐折度，縱向和橫向各測(cè)6次，取其平均值。

8.裱件的老化

主要采用人工老化實(shí)驗(yàn)。

原因：由于紙張的老化是多種因素長(zhǎng)期作用的結(jié)果，其發(fā)生變化的時(shí)間比較漫長(zhǎng)，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)得到研究結(jié)果，因此，通過(guò)模擬加速紙張老化的環(huán)境來(lái)獲取實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，判斷紙張耐久性的好壞，推算紙張的預(yù)期壽命，確定裱件的保存環(huán)境和制定保護(hù)方案。

具體方法：將制備好的不同比例同一規(guī)格的紙樣按縱橫向標(biāo)注清楚，放入紫外、真空干燥老化箱中老化72小時(shí)，紅外干燥箱中老化2小時(shí)。取出后室內(nèi)放置24小時(shí)，測(cè)量紙樣的耐折度。

二、結(jié)果與討論

（一）漿糊的抗菌效果

漿糊的主要成分是淀粉，為微生物的生長(zhǎng)提供了必要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。而作為書(shū)畫(huà)載體的紙張，其主要成分是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素。微生物的生長(zhǎng)分泌的纖維素酶作為纖維素水解的催化劑，加速了纖維素的水解，從而降低了紙張的強(qiáng)度，縮短書(shū)畫(huà)的保存時(shí)間。漿糊用于書(shū)畫(huà)裝裱其抗菌效果直接影響裱件的抗菌能力，進(jìn)而決定了裱件的耐老化能力和壽命。

漿糊酸度的高低直接影響著裱件的保存時(shí)間。大多書(shū)畫(huà)都是以紙張作為載體，而纖維素是紙張的主要成分，酸作為纖維素水解的催化劑，能電離出氫離子，使纖維素分子中氧橋鍵（C-O）斷裂，從而加速造紙纖維的水解，縮短裱件的保存時(shí)間。俗話說(shuō)“物極必反”，當(dāng)量的積累達(dá)到一定程度時(shí),必然會(huì)引起質(zhì)的變化，從紙張的耐久性來(lái)說(shuō),PH值越大，堿性越強(qiáng)越好，但堿具有使書(shū)畫(huà)的字跡和墨跡褪色的作用。因此，書(shū)畫(huà)裝裱的漿糊pH值要在7.0左右。

表3　加入水性氟碳乳液后漿糊的PH值

表4添加二氧化硅后漿糊的PH值

對(duì)表3和表4作圖結(jié)果如下圖1：

圖1

由圖1和表3、表4可知：在漿糊中添加水性氟碳乳液和二氧化硅都可以使?jié){糊的pH值增大；在添加比例相同的情況下，添加水性氟碳乳液后漿糊的pH值比添加二氧化硅后的值大；添加水性氟碳乳液后漿糊的pH值增加速度比添加二氧化硅快。

（二）漿糊粘度的測(cè)定結(jié)果

對(duì)于書(shū)畫(huà)裝裱和書(shū)畫(huà)修復(fù)以及紙質(zhì)檔案的修復(fù)來(lái)說(shuō)，漿糊的粘度必須適中，粘度值越大，膠粘性越強(qiáng)，凝固力越大，既不便使用還會(huì)使裱件變形、質(zhì)地變硬，易霉變。同時(shí)，又不易揭裱，影響后期修復(fù)工作的開(kāi)展。但如果漿糊的粘度值太小，膠粘性太差，則漿糊分子容易與水分層沉淀；裱件之間的作用力差，易使其開(kāi)裂。

由表5及圖2、圖3可以看出：首先，在漿糊中添加水性氟碳乳液的比例為1%時(shí)，漿糊的粘度值最大；添加比例大于1%，漿糊的粘度值隨添加比例的增大減?。惶砑颖壤?~1%之間粘度值增幅最大；1%~3%之間降幅最大；大于3%后粘度值緩慢下降。其次，在漿糊中添加二氧化硅后，漿糊的粘度值隨添加比例的增大而增大；添加比例在0~5%之間增加速度慢，大于5%后增加速度快。因此，就添加物對(duì)漿糊的粘度的影響來(lái)說(shuō)，應(yīng)選擇水性氟碳的添加比例為1%~7%之間；二氧化硅的比例在1%~5%之間。

表5　添加水性氟碳乳液和二氧化硅后漿糊的粘度值

圖2

圖3

（三）漿糊的抗菌效果

制作漿糊前和漿糊制作好后添加不同比例的水性氟碳乳液其抗菌效果觀察情況如表6：

表6　漿糊抗菌效果觀察情況表

由表6可知：在漿糊制作好后添加水性氟碳乳液，可以增加漿糊的抗菌效果，且添加水性氟碳乳液的比例越大抗菌效果越好；添加水性氟碳乳液會(huì)導(dǎo)致漿糊產(chǎn)生新的菌種；在漿糊制作前加入水性氟碳乳液對(duì)漿糊的抑菌效果無(wú)任何的改善。因此，若想通過(guò)添加水性氟碳乳液來(lái)增強(qiáng)漿糊的抗菌效果最好在漿糊制作好后添加。

（四）漿糊及裱件的外觀

漿糊的顏色會(huì)影響裝裱后裱件的外觀，良好的修裱漿糊不應(yīng)該改變裱件的顏色及質(zhì)地。添加不同比例的水性氟碳乳液和二氧化硅后漿糊和裱件的外觀變化，見(jiàn)表7。

表7　添加不同比例的水性氟碳乳液和二氧化硅后漿糊和裱件的外觀變化

由表7可知，添加水性氟碳乳液后漿糊外觀變?yōu)榈{(lán)色；添加二氧化硅后漿糊的外觀顏色無(wú)變化；添加水性氟碳乳液和二氧化硅對(duì)裱件的顏色無(wú)影響；添加水性氟碳的比例大于7%后裱件的質(zhì)地變硬。

（五）裱件強(qiáng)度的測(cè)定

改變漿糊性能的最終目的就是為了增加裱件的強(qiáng)度、延長(zhǎng)裱件的保存時(shí)間。因此，裱件的強(qiáng)度是衡量漿糊性能的重要指標(biāo)。

由表8可以看出，添加二氧化硅后裱件的耐折度有所下降；干熱老化對(duì)裱件的耐折度影響較大；添加水性氟碳乳液后裱件的耐折度增加，水性氟碳乳液對(duì)裱件強(qiáng)度的改變效果良好。

表8　添加不同比例水性氟碳乳液漿糊裝裱后裱件的耐折度測(cè)定結(jié)果

三、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)在書(shū)畫(huà)裝裱的漿糊中添加不同比例的水性氟碳乳液和二氧化硅，對(duì)漿糊的pH變化、裱件的強(qiáng)度變化、裱件及漿糊的外觀變化、漿糊的抑菌效果幾個(gè)方面的研究，現(xiàn)得出以下結(jié)論：

首先，添加水性氟碳乳液和二氧化硅都可以增加漿糊的pH值，在3%~7%時(shí)漿糊的酸堿度更適合裱件的耐久性。其次，添加水性氟碳乳液的比例大于1%時(shí)會(huì)使?jié){糊的粘度降低，裱件的耐折度增加、對(duì)紙張具有加固作用，在制作好漿糊后加入水性氟碳乳液，使?jié){糊的抗菌能力增強(qiáng)。因此，水性氟碳乳液可以作為漿糊的改性添加劑但不能超過(guò)10%，超過(guò)后，會(huì)使裱件質(zhì)地變堅(jiān)硬、漿糊粘度太低。第三，添加二氧化硅后漿糊的粘度迅速增大，就書(shū)畫(huà)裝裱的漿糊粘度來(lái)說(shuō)，其添加的濃度應(yīng)在5%以下，對(duì)裱件的外觀沒(méi)有多大的影響。最后，水性氟碳乳液具有很好的耐候性、綠色環(huán)保；二氧化硅能夠增加漿糊粘度。因此，這兩種物質(zhì)都可以用于漿糊的改性。但水性氟碳乳液的濃度最好控制在1%~7%、二氧化硅的比例在5%以下。

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