石质文物氟硅类封护材料试验研究

发布时间：2017-04-23 17:10

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【摘要】： 从石器时代的石刀石犁,到历代的石窟造像、石碑石刻等石质文物是中华民族的灿烂文明,是无价的不可再生的文化遗产和旅游资源。然而随着岁月的流逝,这些暴露于自然界的石质文物,长期遭受日晒夜露,风吹雨打,导致了粉化斑驳酥解,碑文字迹模糊,造像轮廓不清,亟待进行加固保护。 石质文物的保护主要有表面清洗除污、裂纹粘结加固和表面封护处理三个步骤。其中表面封护处理是至关重要的一步,它决定了保护的有效性和长久性。本文主要研究了合成高分子和有机硅低聚体两类表面封护材料。 通过选择、试验、改性了含氟、含硅类高分子材料,并对石材试样进行了固化物形成周期、憎水性、透气性和耐老化性等分析测试和比较,得到了封护效果良好的含氟含硅类封护材料。在此基础上选择、试验了功能纳米材料,通过原位聚合将纳米颗粒均匀分散于封护体系。 本文还研究了硅酸酯低聚体在位聚合型石质文物封护材料,通过单体配比、水量、溶剂量等优化试验,将高渗透性的硅类单体直接涂于石材,通过在位聚合形成封护层,并进行了各项性能分析表征。 在此基础上选择、试验、改性功能纳米材料,通过原位聚合将纳米颗粒均匀分散于封护体系。 通过分析比较,两种材料均能明显提高石材的憎水性和耐老化性,并保持原有的透气性,具有优良的表面封护性能和可再保护性,对石质文物保护有良好的应用前景。
【关键词】：石质文物 封护 有机氟 有机硅 丙烯酸酯 硅酸酯低聚体 纳米材料
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：K854
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 概述12-16
• 1.1 引言12
• 1.2 石质文物保护过程12-14
• 1.2.1 表面清洗13
• 1.2.2 加固保护13
• 1.2.3 封护处理13-14
• 1.3 研究内容14-16
• 第二章 石质文物风化原因、机理和封护要求16-27
• 2.1 石质文物风化原因16-22
• 2.1.1 岩石构造因素16-17
• 2.1.2 人为因素17
• 2.1.3 物理因素17-19
• 2.1.4 化学因素19-21
• 2.1.5 生物因素21-22
• 2.2 对封护材料要求22-23
• 2.2.1 憎水性22
• 2.2.2 透水透气性22
• 2.2.3 户外耐久性22-23
• 2.2.4 渗透性23
• 2.2.5 力学性能23
• 2.3 国内外现状23-27
• 2.3.1 现有封护材料23-25
• 2.3.2 存在问题25-27
• 第三章 氟硅类高分子封护材料27-48
• 3.1 高分子材料在石质文物封护中的作用27-28
• 3.1.1 成膜及粘结保护作用27
• 3.1.2 材料复合作用27
• 3.1.3 填充孔隙保护作用27-28
• 3.2 含氟类高分子封护材料28-33
• 3.2.1 含氟聚合物特性28-29
• 3.2.2 选择试验29-30
• 3.2.3 性能表征30-33
• 3.3 含硅类高分子封护材料33-38
• 3.3.1 有机硅改性丙烯酸酯33-34
• 3.3.2 硅丙树脂合成34-35
• 3.3.3 配方优化35-38
• 3.4 封护材料性能测试38-46
• 3.4.1 石材试样选择38-39
• 3.4.2 涂刷试验39-40
• 3.4.3 稳定周期试验40-41
• 3.4.4 孔隙率测试41
• 3.4.5 毛细吸水试验41-42
• 3.4.6 透气性试验42-43
• 3.4.7 耐老化性试验43-45
• 3.4.8 扫描电镜分析45-46
• 3.5 小结46-48
• 第四章 有机硅低聚体封护材料48-59
• 4.1 概述48
• 4.2 封护机理48-49
• 4.3 合成工艺49-50
• 4.3.1 合成工艺49
• 4.3.2 红外分析49-50
• 4.4 配方优化50-53
• 4.4.1 MTEOS 用量对附着力影响50-51
• 4.4.2 MTEOS 用量对接触角影响51
• 4.4.3 PH 值对合成的影响51-52
• 4.4.4 水解度的确定52-53
• 4.5 性能测试53-56
• 4.5.1 孔隙率测定53
• 4.5.2 透气性试验53-54
• 4.5.3 老化试验54-56
• 4.5.4 抗冻融试验56
• 4.6 扫描电镜分析56-57
• 4.7 小结57-59
• 第五章 纳米改性高分子封护材料59-67
• 5.1 概述59-61
• 5.1.1 纳米材料特性59-60
• 5.1.2 在石质文物封护中的作用60-61
• 5.2 纳米材料选择61-62
• 5.3 纳米材料分散研究62-64
• 5.3.1 分散方法62
• 5.3.2 原位乳液聚合试验62-63
• 5.3.3 分散性试验63-64
• 5.3.4 红外光谱分析64
• 5.4 纳米改性高分子封护材料性能64-66
• 5.4.1 紫外吸收性能测试64-65
• 5.4.2 水力学测试65-66
• 5.5 小结66-67
• 第六章 总结与展望67-69
• 6.1 本文主要工作67-68
• 6.2 后续研究展望68-69
• 参考文献69-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文74

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 李迎;王丽琴;;纳米材料在文物保护中应用的研究进展[J];材料导报;2011年S2期

2 何宜丰;聂教荣;石东风;;含氟硅丙烯酸酯复合乳液在石质文物保护中的应用研究[J];胶体与聚合物;2012年02期

3 杨隽永;万俐;陈步荣;范陶峰;张慧;;印山越国王陵墓坑边坡化学加固试验研究[J];岩石力学与工程学报;2010年11期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 陆春海;防文物风化的材料设计与适用性研究[D];成都理工大学;2009年

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中国硕士学位论文全文数据库 前3条

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2 潘月雷;有机硅—丙烯酸酯共聚水乳液的制备及应用[D];兰州理工大学;2011年

3 李迎;纳米TiO_2改性文物保护材料研究[D];西北大学;2012年

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本文编号：322739