古丝绸结构缺陷与保护研究
刘柳 龚德才      时间:2017-06-14    字体:      

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考古出土文物证明,距今约五千年前,我国的大江南北已有蚕桑丝绸的生产,至今仍有大量精美的丝织品得以留存。然而,由于丝绸的主要构成物质——蚕丝蛋白为天然高分子化合物,易受光、热、湿度和微生物等因素的影响发生降解,许多珍贵的丝绸文物出现了破裂、糟朽等病害,严重影响了其价值。笔者在对安徽六安战国墓及南陵宋墓出土的丝织品进行扫描电镜(SEM)分析时发现,蚕丝纤维出现了断裂、丝胶剥蚀等现象,丝织品出现了严重的降解。因为蚕丝在降解过程中常常伴随着结构的变化,基于古代丝绸结构缺陷的研究能够揭示其降解的一般规律,在此基础上研发的保护材料可以有针对性地填补古代丝绸纤维中因劣化产生的裂隙,同时不影响其固有的结构。

在使用红外光谱(FTIR)对古代蚕丝纤维进行分析时发现,古代蚕丝纤维的蛋白质特征吸收谱带减弱。使用红外光谱对模拟老化蚕丝纤维进行聚集带结构表征时,模拟老化样品随着老化时间的延长出现蚕丝纤维取向度下降的现象,蚕丝纤维中大分子沿纤维轴方向取优势排列的趋向被打破,而蚕丝纤维的结晶度则随老化进程呈现先上升后下降的变化。

采用变温核磁共振氢谱技术对古代丝绸的微观孔隙结构开展研究的结果表明,丝绸纤维中固有的微孔尺寸平均为1.1纳米。与现代丝绸相比,古代丝绸在劣化过程中孔径为1.1纳米左右微孔的含量明显下降,相应地出现了孔径分布在30~60纳米范围的新生孔隙。在了解古代丝绸孔隙结构特征的基础上,可以选用分子尺寸在古代丝绸固有孔隙尺寸与劣化导致的孔隙尺寸之间的材料来加固脆弱丝绸文物。基于这些因素,将酪蛋白酸钠和谷氨酰胺转氨酶渗入老化丝绸的新生微观孔隙内部,可以在丝绸本体上发生酶促蛋白质聚合反应,生成超大分子量的生物聚合物,以其网状结构填补古代蚕丝纤维的新生微观孔隙,恢复脆弱丝绸的机械性能。经试验,加固后样品的抗拉强度与断裂伸长率显著提高,热稳定性大幅度增强,并且样品的色差无明显变化。

以上的研究表明,通过深入研究古代丝绸的结构缺陷,并在此基础上研发具有针对性的保护材料与处理工艺,可以解决古代丝绸保护的关键技术难题,为大批珍贵丝绸文物保护提供技术支撑。


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