鎮(zhèn)安寺鐵牛表層油漆膜清除及其溶解性能分析

劉雪剛，丁 山，方北松，吳順清，吳 磊，周和榮，馬善馗，余曉珊

(1. 荊州文物保護(hù)中心，湖北荊州 434020； 2. 武漢科技大學(xué)，湖北武漢 430081； 3. 江陵縣博物館，湖北荊州 434100)

0 引 言

鎮(zhèn)安寺鐵牛位于江陵縣郝穴鎮(zhèn)荊江大堤鐵牛磯，鐵牛通高1.8 m，長3.0 m，寬0.9 m，重約2 t，為清咸豐九年鑄造。2002年由湖北省政府公布為第四批省級重點(diǎn)文物保護(hù)單位。在2016年初，鎮(zhèn)安寺鐵牛多次被附近村民涂上紅色油漆，遭受了嚴(yán)重的破壞。圖1為鐵牛表層涂刷油漆的前后照。固化成形后的油漆附著在鐵牛表面，其附著力極強(qiáng)，采用市場上的脫漆劑難以徹底清除鐵牛表層油漆(見圖1b中區(qū)域1、2的放大圖)，清洗后，仍有大量油漆殘留物在鐵牛表面，與清洗前相比(見圖1c中區(qū)域3的放大圖)，脫漆劑清洗效果較差。同時，考慮到文物的安全性，脫漆劑的大量使用，恐傷害鐵?；w?；诖?，為徹底清除鐵牛表層油漆而不傷害其基體，對該油漆進(jìn)行了專題研究，并查閱國內(nèi)外金屬表面油漆等污染物的清洗文獻(xiàn)。Cash等[1]在堿金屬硝酸鹽中混入少量氯離子，配制出適用性強(qiáng)的熔鹽物質(zhì)用以清除金屬表面污染物。Shah等[2]建立了金屬表面的聲-固耦合模型，進(jìn)一步優(yōu)化了超聲清洗的操作工藝參數(shù)。Yan等[3]提出了超聲波清洗金屬表面污染物的作用機(jī)理，改善了聲學(xué)、非聲學(xué)清洗工藝中的作用參數(shù)。孫一航等[4]采用超聲熔鹽復(fù)合清洗技術(shù)探究了清洗溫度和超聲功率對油漆清洗的效果。盡管上述超聲清洗技術(shù)可使漆層與基體分離，具有能耗低、清洗時間短、不受產(chǎn)品形狀限制的優(yōu)勢[5]，但這類技術(shù)僅針對現(xiàn)代金屬表層漆膜等污染物的清洗。對于戶外歷經(jīng)風(fēng)雨而銹蝕脆弱的百年鐵質(zhì)文物，其硬度與材質(zhì)是否適應(yīng)目前物理清洗技術(shù)要求，還未有報(bào)道。考慮到文物的安全性，采用柔性的化學(xué)方法清洗戶外脆弱鐵質(zhì)文物表層油漆等污染物可能更為適宜。

王成興等[6]采用3%過氧化氫～5%草酸溶液、0.157 mol/L草酸～50%水合肼溶液和5%氨水等化學(xué)試劑可有效地清洗石質(zhì)文物表面的墨汁、有機(jī)黃斑和青苔等病害。Alessandrini等[7]采用碳酸銨藥膏敷貼方法有效地清除了圣瑪麗亞伊萬諾文藝復(fù)興教堂石頭表面黑色石膏殼狀污染物。Toreno等[8]發(fā)現(xiàn)單獨(dú)或結(jié)合碳酸銨的EDTA鈉鹽試劑可有效地清理石灰?guī)r和大理巖等石材文物表面的黑色石膏殼層。Tabasso[9]發(fā)現(xiàn)5%的螯合劑、低濃度的氟化氫銨、20%的碳酸氫銨、95%乙醇、正丙醇、二氯甲烷以及碳酸鈉和丙酮的復(fù)合溶液可有效地清除云岡石窟石壁表面上的煙熏黑垢。上述化學(xué)方法均可在不傷害文物本體的同時，快速、有效地清除文物表面污染物，特別適用于脆弱文物表面污染物的清洗。鎮(zhèn)安寺鐵牛屹立于長江水畔160年，經(jīng)歷風(fēng)雨滄桑，其表面銹蝕嚴(yán)重?？紤]到鐵牛文物的安全性，本研究采用柔性的化學(xué)方法，在掌握鐵牛表層油漆的主要成膜物質(zhì)成分的基礎(chǔ)上，配制出既不傷害鐵牛文物基體，又能快速清除其表層油漆的新型清洗試劑，以達(dá)到徹底清洗的目的。

圖1 鎮(zhèn)安寺鐵牛涂刷油漆前后圖Fig.1 Iron bull of Zhen’an Temple before and after being painted

本研究采用體積比為1∶1的丙酮、二甲基亞砜混合有機(jī)試劑對鐵牛漆膜進(jìn)行清洗，利用脫脂棉與保鮮膜進(jìn)行敷蓋工藝施工，敷蓋4 h后，采用吹風(fēng)機(jī)對敷蓋部位的油漆皮進(jìn)行熱吹風(fēng)清除，可快速清理鐵牛表層漆膜。該方法操作簡單，效果好，效率高且不會造成污染。

1 鎮(zhèn)安寺鐵牛表層紅色油漆膜檢測分析

鐵牛表層油漆源于老百姓的涂刷，油漆應(yīng)源于涂料市場，可借鑒市場上的油漆成分來推測鐵牛表層油漆成分。目前油漆中主要含苯、甲苯、二甲苯、乙苯、苯酚、甲醛、丙烯腈、丁二烯及汽油等苯系物與揮發(fā)性有機(jī)化合物成分[10]。其主要成膜物質(zhì)是由雙組分的氨基樹脂、聚氨酯樹脂、醇酸樹脂、熱固型丙烯酸樹脂、酚醛樹脂等合成樹脂混合配料而成；其次要成膜物質(zhì)是由各種體質(zhì)顏料、防銹顏料等混合調(diào)配而成；其輔助成膜物質(zhì)是由各種脂肪烴、芳香烴、醇、酯、酮、鹵代烴、萜烯溶劑和助劑等混合而成[11]。

為了解鐵牛表層油漆膜成分，對該漆膜進(jìn)行了傅里葉紅外光譜分析(FTIR)(圖2)。圖2中：3 437 cm-1附近的吸收是-OH伸縮振動；3 070 cm-1附近的是苯環(huán)上=C-H伸縮振動和脂肪酸中不飽和雙鍵上=C-H伸縮振動吸收的疊加；2 926 cm-1、2 859 cm-1分別是-CH2、-CH3反對稱伸縮振動和對稱伸縮振動；2 348 cm-1、2 096 cm-1為-C≡N的伸縮振動吸收，其振動吸收較弱。馮計(jì)民[12]認(rèn)為2 096 cm-1為油漆中鐵藍(lán)顏料的吸收峰；1 728 cm-1是油漆涂料中鄰苯二甲酸酯及油脂中-C=O伸縮振動吸收的疊加，鄰苯二甲酸酐的-COOH與苯環(huán)相連，-OH與苯環(huán)形成共軛體系，-C=O伸縮振動頻率降低至1 720cm-1左右[13-14]；1 606 cm-1為苯環(huán)鄰位取代的特征吸收，屬苯環(huán)的伸縮振動；1 550 cm-1為油漆涂料中三嗪環(huán)的-C=N吸收峰；1 450 cm-1附近是-CH3反對稱變角振動和-CH2對稱變角振動吸收的疊加；1 408 cm-1、1 380 cm-1附近是-CH3對稱變角振動；1 262 cm-1、1 174 cm-1是-C-O的反對稱伸縮振動、對稱伸縮振動；1 095 cm-1、1 068 cm-1附近是苯環(huán)上鄰位取代四個相鄰氫原子面內(nèi)變角振動；1 017 cm-1是亞甲氧基-OCH2的左右式結(jié)構(gòu)的吸收；980 cm-1是-C-O面外變角振動；872 cm-1為-CH2的搖擺振動；753 cm-1是苯環(huán)鄰位取代四個相鄰氫原子面外變角振動；711 cm-1是苯環(huán)的變角振動。

圖2 鐵牛表面紅色油漆的傅里葉紅外光譜圖Fig.2 FTIR spectrum of the red paint film on iron bull surface

將圖2與文獻(xiàn)[12]中醇酸樹脂的紅外光譜圖進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，鐵牛表面紅色油漆與醇酸樹脂漆的紅外光譜圖中3 437 cm-1附近的-OH、3 070 cm-1附近苯環(huán)上的=C-H、2 926 cm-1和2 859 cm-1附近的-CH2和-CH3、1 017 cm-1附近的亞甲氧基-OCH2以及711 cm-1附近的苯環(huán)等官能團(tuán)類似。由此推測，鐵牛表面油漆的主要成膜物質(zhì)為醇酸樹脂。

2 鎮(zhèn)安寺鐵牛表層油漆的溶解試驗(yàn)

2.1 鐵牛表層油漆的溶解試驗(yàn)及檢測

為順利溶解鐵牛表層油漆，需選擇一種能溶解、破壞油漆主要成膜物質(zhì)醇酸樹脂的試劑。查閱《溶劑手冊(第五版)》[15]發(fā)現(xiàn)二甲基亞砜(DMSO)、無水乙醇(AETH)、三乙醇胺(TEOA)、丙酮(PK)、甲苯(TOL)含有高極性官能團(tuán)-SO3H、-OH、-NH2、-N(R)2、-CH3，這五種試劑可溶解極性高分子醇酸樹脂。查閱《實(shí)用化學(xué)手冊》[16]可知，溶解醇酸樹脂的有機(jī)溶劑為氯代烴、低級醇、烴類。氯仿(CHL)、四氯化碳(PHE)屬于氯代烴溶劑，正己烷(HEX)屬于烴類溶劑，為脂肪烴代表。為此，本次油漆的溶解試劑選擇：PK、CHL、TOL、DMSO、PHE、HEX、AETH、TEOA。

用上述8種化學(xué)試劑分別對鐵牛表層油漆進(jìn)行浸泡8 h，通過比較浸泡前后照片(圖3)可知，PK、CHL、TOL、DMSO這4種單一溶劑對油漆的溶解、軟化效果明顯。考慮到單一有機(jī)試劑對油漆膜的溶解時間較長，以及試劑的毒性(CHL為致癌2B類)，故此僅采用PK、TOL、DMSO這3種試劑混合，用以溶脹油漆膜。

圖3 各單一試劑浸泡前后照片F(xiàn)ig.3 Photos of each single reagent before and after soaking

如表1所示，鐵牛油漆在4種混合試劑中均于10 min后開始出現(xiàn)溶脹現(xiàn)象，漆膜的紅色物質(zhì)逐漸擴(kuò)散在溶解試劑中，4 h后全部溶脹(圖4)。浸泡后的漆膜出現(xiàn)開裂，漆皮背后的附著物開始脫落，漆膜在鐵牛表層的附著力明顯降低。此外，表1中A、B試劑對漆膜的溶脹效果較C、D更加明顯，其溶解出的紅色物質(zhì)在溶劑中的擴(kuò)散速度更快、更均勻，顏色更深。D試劑浸泡后的漆膜較A、B、C更為干燥，其原因在于PK(沸點(diǎn)56.53 ℃)與TOL(沸點(diǎn)110.6 ℃)沸點(diǎn)較低，浸泡溶劑難以在漆膜中長期保存，不能持續(xù)破壞其成膜物質(zhì)。而A、B、C試劑中均含有高沸點(diǎn)、不易揮發(fā)的DMSO(沸點(diǎn)189 ℃)，可持續(xù)破壞漆膜中的成膜物質(zhì)。為比較A、B、C這3種混合試劑溶解性能優(yōu)劣，對浸泡前后的漆膜進(jìn)行FTIR檢測(圖5)。

從圖5中可以發(fā)現(xiàn)(黑色曲線為原始油漆膜，其他曲線為溶解試劑浸泡后的漆膜)，3種試劑浸泡后的漆膜官能團(tuán)均出現(xiàn)一定程度的衰減，油漆膜紅外圖中除在3 437 cm-1處的-OH吸收峰與3 070 cm-1處的苯環(huán)上=C-H伸縮振動特征峰的強(qiáng)度沒有明顯變化，其他，如：2 926 cm-1和2 859 cm-1處飽和-CH2與-CH3鍵吸收峰、1 720 cm-1處-C=O振動吸收峰、1 408 cm-1附近-CH3對稱變角振動吸收峰、1 262 cm-1與1 174 cm-1處-C-O-C振動吸收峰、1 060 cm-1處苯環(huán)上鄰位取代四個相鄰氫原子面內(nèi)變角振動吸收峰、872 cm-1附近-CH2的搖擺振動吸收峰與711 cm-1附近苯環(huán)的變角振動吸收峰的強(qiáng)度均出現(xiàn)明顯減弱，漆膜主分子鏈鍵大面積斷裂，說明其成分中主要組分的醇酸樹脂等已發(fā)生了嚴(yán)重破損。由此可知，上述3種混合試劑對油漆膜均有較強(qiáng)的破壞性。3種試劑浸泡后的漆膜在4 000～1 408 cm-1范圍內(nèi)各類官能團(tuán)吸收峰的變化不大，但在1 408～500 cm-1范圍內(nèi)，A試劑浸泡后的漆膜中各官能團(tuán)吸收峰最強(qiáng)，其次為C試劑，最后為B試劑。這表明B試劑浸泡后的油漆膜中的主要成膜物質(zhì)被破壞得最為嚴(yán)重，該試劑對鐵牛表層漆膜的溶脹效果最好。

表1 四種混合試劑的溶脹效果Table 1 Swelling effects of four mixed reagents

圖4 鐵牛油漆在4種混合試劑中的溶脹前后照片(溶脹4 h)Fig.4 Swelling of iron bull paint in four mixed reagents (swelling for 4 h)

圖5 不同混合試劑浸泡前后漆膜的紅外光譜圖Fig.5 FTIR spectra of paint films before and after immersion in different mixed reagents

2.2 鐵?；w浸泡損傷試驗(yàn)及檢測

由鐵牛表層油漆的溶解試驗(yàn)及檢測可知B混合試劑對漆膜的溶解、溶脹效果最好。為檢測該試劑對鐵牛基體是否存在損傷，將鐵牛基體樣品(樣品取自鐵牛本體之上，由江陵縣博物館提供)置于B混合試劑中浸泡4 h，并對浸泡前后的鐵牛樣品進(jìn)行掃描電鏡-能譜檢測，比較浸泡前后鐵牛樣品表面的變化情況。

圖6和圖7分別為鐵?；w浸泡前后譜圖1點(diǎn)(鐵牛樣品中黑色檢測區(qū)域)和譜圖2點(diǎn)(鐵牛樣品中白色檢測區(qū)域)的掃描電鏡與能譜圖。從譜圖1點(diǎn)(圖6)和譜圖2點(diǎn)(圖7)的檢測結(jié)果來看，鐵?；w在B試劑中浸泡前后的微觀顯微視圖差異不大，且元素及其含量也類似。檢測結(jié)果表明，采用B試劑浸泡后的鐵?；w在微觀形貌以及元素變化上均未出現(xiàn)較大變化，B試劑浸泡后的鐵?；w樣品表面未出現(xiàn)鐵銹(如羥基氧化鐵等鐵牛病害物質(zhì))。由此可見，B試劑在清除鐵牛表面漆膜同時，并不會對鐵?；w產(chǎn)物損傷、破壞作用。試驗(yàn)及分析結(jié)果說明，本次采用的B試劑可用于鎮(zhèn)安寺鐵牛表層油漆膜的清除。該試劑對油漆膜具有良好的溶脹、軟化作用，同時對鐵牛本體無明顯傷害。

元素重量百分比/%原子百分比/%C20.7354.87Fe79.2745.13總量100.00100.00

元素重量百分比/%原子百分比/%C17.4349.53Fe82.5750.47總量100.00100.00

元素重量百分比/%原子百分比/%C13.4441.92Fe86.5658.08總量100.00100.00

元素重量百分比/%原子百分比/%C18.1950.84Fe81.8149.16總量100.00100.00

3 鎮(zhèn)安寺鐵牛表層油漆的溶解性能

油漆屬于有機(jī)化工高分子材料，所形成的涂膜屬于高分子化合物類型[17]，而表征高分子化合物或聚合物溶解性的物理參數(shù)主要是溶度參數(shù)，定義為內(nèi)聚能密度的平方根，即：

式中：δ、ΔE、V為高分子化合物或聚合物的內(nèi)聚能密度平方根、內(nèi)聚能變化量、體積。

對于非極性非結(jié)晶高分子，可用溶度參數(shù)相近原則來判斷高分子化合物能否溶于某種溶劑。即當(dāng)|δp-δs|<2時，高分子化合物可溶于溶劑，否則不溶(δp、δs為高分子化合物、溶劑的溶度參數(shù))。

對極性高分子，則需采用“三維溶度參數(shù)”(即廣義溶度參數(shù))的概念。假定內(nèi)聚能是色散力、偶極力和氫鍵力三種力的貢獻(xiàn)的加和[16]，即：

E=Ed+Ep+Eh

(2)

該溶度參數(shù)也由三個分量組成：

(3)

式中：下標(biāo)d，p，h分別代表色散、偶極、氫鍵力分量。在溶度參數(shù)三個分量分別為x、y、z軸的直角坐標(biāo)中，以聚合物的三維溶度參數(shù)為中心，以半徑為3做球，稱為“溶度參數(shù)球”。凡落在球內(nèi)的溶劑可溶解該聚合物，否則不溶。

醇酸樹脂(AK)是以聚酯為主鏈，脂肪酸為側(cè)鏈的極性高分子聚合物，需采用式(3)計(jì)算。陳江[18]取一分子二元酸和其他相應(yīng)組分作為AK的鏈節(jié)單位，把樹脂分成若干個鏈節(jié)單位，在鏈節(jié)中以苯環(huán)的基團(tuán)數(shù)等于1為基準(zhǔn)，為AK的三維溶度參數(shù)提供了計(jì)算方法。溶劑PK、DMSO的三維溶度參數(shù)可查閱《實(shí)用化學(xué)手冊》[16]，溶劑與樹脂的三維溶度參數(shù)值見表2。

表2 漆膜主要成分高聚物與溶劑的三維溶度參數(shù)Table 2 Three-dimensional solubility parameters of the main components (high polymer) of the paint film and solvents [(cal/cm3)1/2]

為直觀體現(xiàn)PK∶DMSO=1∶1混合試劑與AK間的溶解關(guān)系，本研究在AutoCAD 2007中繪制出兩者的“溶度參數(shù)球”(圖8)。

圖8 混合試劑與醇酸樹脂的溶度參數(shù)球示意圖Fig.8 Diagram of solubility parameters of the mixed reagent and alkyd resin

其中紅色與藍(lán)色球體分別表示樹脂與試劑的“溶度參數(shù)球”，球體半徑均為3。圖8中，藍(lán)色球體幾乎完全嵌入紅色球體中，兩球體間的重疊部位見圖8中的亮色區(qū)域。在該區(qū)域內(nèi)，樹脂球心★(7.18，4.98，4.09)與溶劑球心★(8.29，6.55，4.20)完全處于亮色區(qū)域，上述混合溶劑的三維溶度球絕大部分落入AK的“溶度參數(shù)球”內(nèi)，符合《實(shí)用化學(xué)手冊》[16]中凡落在聚合物“溶度參數(shù)球”內(nèi)的溶劑可溶解該聚合物理論說法，表示PK∶DMSO=1∶1混合試劑對AK具有一定的溶解能力，可溶脹鐵牛油漆膜中的主要成膜物質(zhì)，且該體積比最優(yōu)。因此，可采用B溶劑來溶脹、軟化已固化的鐵牛表層紅色油漆膜。

4 混合試劑體積比優(yōu)化的初步探索

基于《實(shí)用化學(xué)手冊》[16]中凡落在聚合物“溶度參數(shù)球”內(nèi)的溶劑可溶解該聚合物的理論說法，對于相同半徑的球體，球心越接近，球體重合度越高，溶劑對聚合物的溶解性越強(qiáng)。為此，將體積比PK∶DMSO=1∶1～1∶20與1∶1～20∶1(當(dāng)體積比增加至20倍后混合溶劑的溶度參數(shù)幾乎不變)的混合試劑與AK球心繪制在Origin Pro9.0的三維圖中(圖9)。圖中點(diǎn)o為AK“溶度參數(shù)球”球心，點(diǎn)a、b、c、d、e為PK∶DMSO=2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶20混合試劑的球心，計(jì)算可知oa=2.48>ob=1.93>oc=1.40>od=1.17>oe=0.81，即e點(diǎn)離a點(diǎn)最近，物理意義上表現(xiàn)為PK∶DMSO=1∶20混合溶劑的“溶度參數(shù)球”與AK的“溶度參數(shù)球”重疊最好，該類試劑對AK的溶解性最強(qiáng)。當(dāng)增大PK用量，溶劑與樹脂的球心逐漸靠近，在PK∶DMSO=1∶20時，兩球心間距離不再變化(PK∶DMSO=1∶19、1∶21時，球心間距離均為0.81)，為此推測出PK與DMSO的理論最優(yōu)溶劑體積比為1∶20，此體積比下的混合溶劑對鐵牛漆膜的溶解效果最好。

圖9 混合試劑與醇酸樹脂“溶度參數(shù)球”球心三維圖Fig.9 Three-dimensional diagram of the spherical core of the mixed reagent and alkyd resin solubility

5 鎮(zhèn)安寺鐵牛表層油漆膜的清除過程

盡管本研究基于三維“溶度參數(shù)球”理論，完成了PK∶DMSO混合溶劑的理論最優(yōu)體積比為1∶20的初步探索，但PK比例的提高，對鐵?；w是否存在一定的腐蝕損傷？這一點(diǎn)至關(guān)重要，何種比例下的混合試劑在快速清除鐵牛文物表層油漆的同時，又對其基體不產(chǎn)生傷害，這是本研究追求的目標(biāo)。為完成上述任務(wù)，需將不同比例下的混合試劑對鐵牛表層油漆膜進(jìn)行溶脹，隨后進(jìn)行一一觀察，對溶脹前后的油漆、鐵?；w進(jìn)行傅里葉紅外光譜法(FTIR)、掃面電鏡-能譜法(SEM-EDS)等表征分析，確定最適宜的混合試劑體積比。由于該工作量較大，而且考慮到文章篇幅與出發(fā)點(diǎn)(只是確定混合試劑的種類)，將會在下一篇文章中具體描述體積優(yōu)化比的篩選工作。為此，依然采用表1中的B試劑來清洗油漆，因?yàn)樵撛噭┮呀?jīng)通過FTIR、SEM-EDS等表征分析，確定其不僅可快速清洗鐵牛表層油漆膜，且對其基體無明顯傷害。接下來具體探討鎮(zhèn)安寺鐵牛表層油漆膜清除所實(shí)施的3種工藝。

1) 擦拭法。在配制好相應(yīng)的除膜試劑后，采用軟布蘸取混合試劑擦拭，發(fā)現(xiàn)軟布呈紅色(圖10a)，出現(xiàn)溶解效果；隨后，采用較為堅(jiān)硬的鋼絲球蘸取混合試劑對油漆膜進(jìn)行擦拭(圖10b)，效果突出，在蘸有溶解試劑的區(qū)域，油漆膜均被溶解(圖10c)。但擦拭法清除存在一定弊端：1)鋼絲球擦拭會造成刮痕與試劑的浪費(fèi)；2)鋼絲球擦拭會造成溶劑下流，污染下部潔凈部位。為此，將擦拭法改為敷蓋法。

2) 毛巾敷蓋法。毛巾敷蓋法采用的材料是毛巾與保鮮膜(圖10d)。毛巾的作用是吸收溶解試劑，保鮮膜的作用是降低溶解試劑的揮發(fā)量。該方法的優(yōu)勢在于避免擦拭法帶來的刮痕，降低溶劑的使用量與除膜的工作強(qiáng)度。但缺陷在于：1)對于不平整的區(qū)域難以清除(圖10e)；2)浸濕后的毛巾難以敷蓋在鐵牛表層，易脫落，部分溶解試劑還會下滴，造成不必要的污染(圖10f)。為此，將毛巾敷蓋法改為脫脂棉覆蓋法。

3) 脫脂棉敷蓋法。脫脂覆蓋法采用的材料是脫脂棉、保鮮膜與吹風(fēng)機(jī)(圖10g)。脫脂棉可敷蓋在鐵牛的任何部位，其良好的吸收效果，不會造成溶劑的下流；保鮮膜封蓋在脫脂棉外層，避免試劑的揮發(fā)；吹風(fēng)機(jī)可將溶脹、軟化后的油漆膜進(jìn)行吹干，讓其自然脫落，降低操作強(qiáng)度，同時避免清理過程中的二次污染。脫脂棉敷蓋法實(shí)施4 h后鐵牛表層漆膜層逐漸起翹(圖10h)，隨后使用吹風(fēng)機(jī)吹，即可除掉油漆膜(圖10i)。從圖1b(清洗前)和圖10i中可看出，采用B試劑與敷蓋法施工工藝，可清除鎮(zhèn)安寺鐵牛表層紅色油漆膜。該方法簡單、易操作，對鐵牛本體均無明顯副作用，完全遵循“不改變文物原狀”和“盡可能減少干預(yù)”的文物保護(hù)原則[19]，最大限度地保存、延續(xù)了鎮(zhèn)安寺鐵牛的真實(shí)歷史信息和價值，保護(hù)了鐵牛及與之相關(guān)的歷史和人文。

擦拭法(a)軟布擦拭清理漆膜(b)鋼絲球擦拭漆膜(c)鋼絲球擦拭后的效果毛巾敷蓋法(d)毛巾敷蓋除膜(e)毛巾敷蓋除膜的效果圖(f)毛巾敷蓋除膜后的清理圖脫脂棉敷蓋法(g)脫脂棉敷蓋除膜(h)脫脂棉敷蓋除膜的效果圖(i)脫脂棉+吹風(fēng)機(jī)清除后的效果

6 結(jié) 論

本研究基于鎮(zhèn)安寺鐵牛表層紅色油漆，研發(fā)出一套清除鐵牛表層油漆的溶解試劑與實(shí)施工藝，通過試驗(yàn)與實(shí)際操作，可獲得如下結(jié)論：

1) 基于傅里葉紅外光譜與相關(guān)文獻(xiàn)可確定鎮(zhèn)安寺鐵牛表層紅色油漆官能團(tuán)主要含有羥基、飽和碳?xì)滏I、腈基、醚基、羰基、羧基、苯環(huán)與三嗪環(huán)氰基等，其主要成膜物質(zhì)為醇酸樹脂。

2) 通過試驗(yàn)與表征分析發(fā)現(xiàn)，體積比為1∶1的PK、DMSO混合有機(jī)試劑可在不損傷鐵牛基體的同時，4 h內(nèi)即快速溶脹鐵牛表層油漆膜，且效果顯著；同時，基于三維“溶度參數(shù)球”理論，可解釋該混合試劑對油漆的溶脹性能，并初步推測出混合溶劑的理論最優(yōu)體積比為1∶20。

3) 在對鐵牛表層油漆膜進(jìn)行清理試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，采用敷蓋法(脫脂棉+保鮮膜+吹風(fēng)機(jī))可清除鐵牛任何部位的漆膜。脫脂棉質(zhì)量輕、不易脫落，直接采用吹風(fēng)機(jī)熱吹風(fēng)，可降低清理工作量，且不會造成二次污染。該方法簡單、易操作。