石質(zhì)文物保護中化學材料的應用

李涵躍

摘 要：石質(zhì)文物是我國重要的文物資源，石窟、石碑、石佛等石質(zhì)文物不僅是歷史文化景觀，同時也是珍貴的考古依據(jù)。石質(zhì)文物作為文化遺產(chǎn)，是不可再生的，而大多數(shù)的石質(zhì)文物都暴露于自然環(huán)境下，長期的風雨侵蝕，會使石質(zhì)文物受到不同程度的損壞。就高中生而言，作為歷史文化的繼承者和弘揚者，提高石質(zhì)文物保護意識，對于自身的思想品質(zhì)提升具有重要意義。同時了解和掌握石質(zhì)文物保護的基本知識和技能，有利于高中生綜合素質(zhì)的發(fā)展，是學以致用的重要體現(xiàn)。本文主要從高中生角度，對當前石質(zhì)文物保護中，一些常用和常見化學材料的應用進行了簡要的探討。

關鍵詞：石質(zhì)文物；化學材料；應用；高中生

近年來我國各地區(qū)經(jīng)濟建設的加快，工業(yè)污染、建筑施工等行為不可避免的對一些自然環(huán)境下的石質(zhì)文物造成了損壞。在石質(zhì)文物的保護中，化學材料的合理利用，能夠有效避免石質(zhì)文化的腐化、風化等。高中生了解和掌握化學材料在石質(zhì)文物中的應用，并付之于石質(zhì)文物的保護實踐活動，不僅有利于石質(zhì)文物的保護工作的完善，同時也有利于培養(yǎng)高中生自身愛家鄉(xiāng)、愛環(huán)境的思想品質(zhì)，以及學以致用的實踐能力。

一、無機材料的應用

無機材料如石灰水、氫氧化鋇（Ba（OH）2）等都是屬于石質(zhì)文物保護中傳統(tǒng)化學材料。石灰水和氫氧化鋇通常是被應用于加固石質(zhì)文物，二者原理相似，在與空氣中的二氧化碳發(fā)生反應后，會有碳酸鈣（CaCO3）或是（BaCO3）碳酸鋇產(chǎn)生并填塞石質(zhì)文物的裂隙或孔隙，從而實現(xiàn)粘接加固的作用。在應用中需注意，氫氧化鋇加固是建立在特殊化學反應（碳酸鈣晶體表面）基礎上的，因而若石質(zhì)文物巖石不存在碳酸鈣，那么利用氫氧化鋇進行粘接、加固，幾乎不會產(chǎn)生任何效果。在應用氫氧化鋇（Ba（OH）2）之前應確認石質(zhì)文物是否有碳酸鈣（CaCO3）存在。

二、有機材料的應用

（一）有機氟材料

在砂巖類石質(zhì)文物加固保護適宜采用有機氟材料。有機氟材料不僅擁有良好的抗氧化、防水性能，同時具有較強的抗紫外線性、耐污性以及耐堿性和耐酸性，更主要的是該材料的耐候性非常強。

（二）環(huán)氧樹脂

充分混合后的環(huán)氧樹脂材料，在常壓低溫環(huán)境下，能夠起到固化作用。由于固化收縮率較低，環(huán)氧樹脂材料同時具備物理機械性能和電絕緣性能。此外醚健、氨基等極性基因，使得環(huán)氧樹脂具備良好的粘接性，而苯環(huán)、醚健同時又賦予了環(huán)氧樹脂材料非常優(yōu)秀的抗化學溶劑特性。而添加劑與改性劑的應用，能夠使環(huán)氧樹脂的加固粘結保護效果得到進一步地提升。相較于普通膠粘劑，以環(huán)氧樹脂材料為主合成的膠粘劑，在粘接強度、耐水性、抗老化性、防沖擊性、方面都具有明顯優(yōu)勢。環(huán)氧樹脂材料應用簡單，操作簡潔、成本低廉，適用于多種類別的石質(zhì)文物保護。

（三）有機硅樹脂

有機硅樹脂材料具有良好的耐溫性、耐候性，防滲性、憎水性、穩(wěn)定性，同時還具備絕緣性以及呼吸透氣性，在石質(zhì)文物保護中應用廣泛。利用有機硅樹脂材料處理受損石碑，對于石碑的強度、疏水性都有著顯著提升，同時石碑縫隙粘接的強度也遠勝于其他粘接劑。我國文物保護技術人員通過改性有機硅樹脂，使保護性能得到極大強化。茂陵博物館采用有機硅樹脂材料保護露天漢代石質(zhì)文物，在十五年間保護性能未發(fā)生明顯衰退。位于西安的一明代石獅文物同樣采用有機硅樹脂材料保護效果長達九年。由此可見有機硅樹脂在石質(zhì)文物的保護中具有十分顯著的優(yōu)異作用。

（四）丙烯酸樹脂

B72是應用最為廣泛地石質(zhì)文物丙烯酸類保護材料。B72適用于各種溶劑，溶劑在充分揮發(fā)后，會形成一層保護膜，這層膜可對石質(zhì)文物起到有效的加固保護效果。丙烯酸樹脂材料的光降解性能會受二氧化鈦（銳鈦型和金紅石型）的影響。實踐發(fā)現(xiàn)，丙烯酸低聚物在液態(tài)下，對于石材的穿透性更強。進行深入研究后又發(fā)現(xiàn)，丙烯酸樹脂能夠?qū)κ膬?nèi)部以及金屬離子內(nèi)部的藻類、菌類等微生物起到良好的殺滅效果，從而有效減少微生物對石質(zhì)文物的破壞。目前，經(jīng)過改良的丙烯酸樹脂材料，聚合后進行氟化反應，獲得的聚合物加固效果更好，穩(wěn)定性更高，保護性能可得到全面提升。

三、新型材料的應用

（一）仿生無機材料

仿生無機材料既擁有化學特性，又擁有物理特性。通過對石質(zhì)文物有機物構成的生物礦化模擬，擬定出修復或保護文物所需的特定材料，避免保護或修復的盲目性，提高保護和修復的效率及質(zhì)量。目前仿生無機材料的研發(fā)是全球性的技術課題。

（二）納米材料

納米材料的抗紫外線性、耐腐蝕性、耐老化性、抗氧化性、防遮蓋性、透明性等效果十分突出。具有ZnO、SiO2、TiO2等納米粒子的涂料，納米粒子的散射或吸附作用能夠極大增強保護涂料的抗老化性。將無機-有機納米材料加入高聚合物中，會使其物理性質(zhì)和化學性質(zhì)得到一定程度上的改進，這可以有效延長石質(zhì)文化保護材料的作用時限，從而提升保護作用。

四、結束語

石質(zhì)文物不僅是歷史遺跡，同時也是寶貴的文化遺產(chǎn)。對于高中生而言，保護石質(zhì)文物，不僅需要了解和掌握化學材料在石質(zhì)文物保護中的基本應用，同時還應主動承擔起保護身邊石質(zhì)文物的責任，并通過自身行動宣傳和號召更多的人身體力行地保護石質(zhì)文物。此外，石質(zhì)文物的保護還需要與時俱進，根據(jù)社會經(jīng)濟和科技的發(fā)展要求，不斷探索和創(chuàng)新技術方法。

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