纤维素衍生物改性聚丙烯酸酯复合材料的制备及其在纸质文物保护上的应用

发布时间：2017-12-19 17:17

  本文关键词：纤维素衍生物改性聚丙烯酸酯复合材料的制备及其在纸质文物保护上的应用　出处：《江苏大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 纸质文物 丙烯酸酯聚合物 抗紫外性 可逆性

【摘要】：作为造纸术发明国,纸张被广泛地应用于中国的各个时期各个地方各个领域,拥有数目庞大的纸质文物。然而纸质文物本身材质易于氧化和水解,且容易受到紫外线、温度、湿度以及霉菌病虫害等侵蚀。因此,加强纸质文物保护与修复具有重要意义。聚丙烯酸酯由于其具有成膜性好、附着力好、透明性高、反应条件温和以及价格低廉等优点,已广泛应用于建筑、皮革、电子器件以及文物保护等各项领域。但聚丙烯酸酯仍有许多不足之处,本文针对纸质文物保护材料的要求,对聚丙烯酸酯进行改性,具体内容如下:(1)为了提高与纸张的亲和性,选取纤维素衍生物羧甲基纤维素(CMC),并用甲基丙烯酸对其改性,使其具有双键,能更好地参与丙烯酸类单体的共聚反应。为了改善膜的耐候性、生物惰性与硬度,将硅溶胶改性聚丙烯酸酯,制备了羧甲基纤维素-硅改性聚丙烯酸酯复合材料。对所制备的复合材料进行稳定性、粘度、表面张力、接触角、吸水率等性能测试以及傅里叶变换红外光谱(FTIR)、热重(TG)和透射电子显微镜(TEM)等表征分析。实验结果发现,所制备的材料的粘度在16-24mPa·s之间,说明其渗透性较好,能全方位地保护纸纤维。综合考虑,选择了含6%改性硅溶胶的CMC-Si-3对纸样品进行涂覆,并对其进行模拟应用、干热老化实验、可逆实验以及扫描电子显微镜(SEM)分析等。结果表明所制备的材料对宣纸具有较好的保护性能和可逆性能。(2)由于羧甲基纤维素具有亲水性,且聚丙烯酸酯的耐水性也较为普通,因此选择甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)进行疏水性以及耐水性等方面的改性。对所制备的复合材料进行性能表征和仪器分析后,结果发现含25%DFMA的复合材料的溶胀率(5.0%H2SO4)仅为6.1%,接触角为96.92°,表明疏水性与耐水性、耐酸碱性具有较大的提高。老化与可逆结果表明,所制备的复合材料能较好的保护纸张,防止老化同时能微损除去保护膜。(3)在保留DFMA良好的疏水性的基础上,选择改性微晶纤维素(MCC)和改性纳米TiO_2来增强膜的亲和性以及抗紫外性。由于改性纳米TiO_2使得膜表面相对粗糙,接触角达到了104.35o。紫外结果表明微晶纤维素-二氧化钛-氟-苯丙复合材料在紫外线区280-350nm处具有较好的吸收。老化结果表明,所制备的复合材料能减缓老化速率。可逆结果表明乙酸乙酯可溶解除去保护膜,但是乙酸乙酯缓慢水解产生酸性物质,破坏纸质文物。(4)为了更好的抗紫外性以及更长的使用寿命,本章选取有机紫外吸收剂UV-327来改善性能。紫外可见吸收光谱结果显示了在紫外光区,乳液的透过率接近于0,而可见光区乳液的透过率达到了80%以上,具有较好的透光性。干热老化与紫外老化实验均表明了所制备的材料可以保护纸质文物远离高温低湿和强紫外线对其的危害。可逆实验结果发现未老化已可逆实验的纸样的抗张强度平均值为351.76N·m-1,是空白纸样抗张强度98.3%,说明乙醇对纸纤维破坏较小。且乙醇价廉易得,且低毒,是可逆实验中较好的溶剂。(5)为了使膜具有自愈合性能,将CaCO_3微胶囊应用于聚丙烯酸酯材料中,由此改善膜的疏水性以及自愈合性。结果表明,该复合材料的膜因外力损坏后,因其中胶囊的作用,可对该损坏处实现自愈合。结合干热老化实验结果,该材料具有较好的保护和自愈合功能,为纸质文物长期有效保护,提供了较好的应用基础。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：K876;TB332

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 周会会;;“互联网+”时代古籍保护与利用[J];内蒙古科技与经济;2016年18期

2 龚燕华;钱唐根;;派拉纶涂敷档案的应用研究[J];档案学研究;2015年05期

3 刘家真;;纸质藏品防治虫霉技术的评价[J];国家图书馆学刊;2015年06期

4 陈潇俐;张金萍;鲁刚;孙大东;;纸质文物油渍的模拟及清洗剂的研究[J];中国造纸;2015年07期

5 林红状;;国内古籍修复研究述评[J];图书馆学研究;2015年08期

6 王晴;李海燕;崔业翔;;自修复聚合物材料用微胶囊的研究进展[J];玻璃钢/复合材料;2015年03期

7 孙大东;鲁钢;童丽媛;张金萍;陈潇俐;;纸质文物清洗用水的选择及清洗条件初探[J];文物保护与考古科学;2015年01期

8 郑冬青;;纸质文物保护修复档案的规范化建设[J];兰台世界;2014年26期

9 邵风云;;中原地区纸质文物保护研究[J];华夏考古;2014年02期

10 谭伟;黄宇嘉;程丽芬;方岩雄;关赛玉;;四硼酸锂用于纸张脱酸研究[J];中国造纸;2014年06期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 张玉芝;;中药枇杷核用于纸质文物清洗的初步研究[A];中国文物保护技术协会第八次学术年会论文集[C];2014年

2 刘姣姣;李玉虎;单晓娟;王文军;;档案与古籍善本酸化糟朽纸质纯棉丝网常温加固脱酸新技术[A];创新：档案与文化强国建设——2014年全国档案工作者年会优秀论文集[C];2014年

3 陈菲;;低氧技术在档案有害生物控制领域的应用[A];档案事业改革与创新——2013年全国青年档案工作者研讨会论文集[C];2013年

4 王展;柏轲;高小超;;文物成分定性分析新技术——激光诱导击穿光谱(LIBS)[A];中国文物保护技术协会第七次学术年会论文集[C];2012年

5 马金香;张艳红;;浅谈天然植物材料在有机质文物保护中的应用[A];中国文物保护技术协会第七次学术年会论文集[C];2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 罗佳;球霰石碳酸钙的仿生合成及其药物载体研究[D];华东理工大学;2016年

2 张志惠;细菌纤维素在纸质档案修复中的应用研究[D];云南大学;2015年

3 符大天;环氧树脂微胶囊的合成及其在自修复材料中的应用研究[D];广东药学院;2015年

4 宋健;基于超支化聚酰胺胺的功能性自修复材料[D];合肥工业大学;2015年

5 王蕊;水性自修复涂料用微胶囊的制备与性能[D];北京工业大学;2014年

6 李青莲;纸质文物的脱酸加固新技术及其应用研究[D];浙江大学;2014年

7 韦伟;荧光碳点及其二氧化硅复合物与纸张的相互作用研究[D];陕西师范大学;2013年

8 王彦娟;超临界二氧化碳在古籍纸张脱酸和强化中的行为研究[D];广东工业大学;2012年

9 韩海洲;CMC/Chitosan/二氧化硅复合纳米材料的制备及其分析应用研究[D];陕西师范大学;2012年

10 韩玲玲;天然脱酸剂对纸质文献脱酸的研究[D];广东工业大学;2011年

，

本文编号：1308766