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新型土遗址保护材料的制备、表征和应用

李小洁  
【摘要】: 成都金沙遗址自2001年2月惊现海内外以来,其珍贵文物的保护弥足重要,土遗址作为古文化的载体,其保护的重要性不言而喻。研究制备一种适合于潮湿环境下使用的土遗址保护材料,为金沙土遗址的有效保护提供技术保证,对实现土遗址的科学保护,促进历史文化产业的全面发展具有十分重要的意义。 论文在调查研究金沙土遗址的主要病害及其成因的基础上,以丙烯酸酯、有机硅和环氧树脂为基本材料,采用溶胶-凝胶法制备了新型土遗址保护材料,即丙烯酸-有机硅-环氧树脂体系有机-无机杂化材料,应用DSC、FTIR、UV-VIS、AFM等现代分析技术对其性能进行表征,优化制备工艺条件,并初步应用于金沙土遗址的加固保护,取得了以下主要认识: 1.采用溶胶-凝胶法制备丙烯酸-有机硅-环氧树脂体系有机-无机杂化材料的较佳工艺条件为:四元共聚单体的质量比BA:KH570:HEMA:MA=6:0.5:2.5:1.0,溶液聚合反应温度为70℃,有机硅中TEOS与水的摩尔比为1:2,丙烯酸酯与有机硅质量比90:10-80:20,环氧树脂加入量为丙烯酸酯和有机硅总质量的10%-20%,偶联剂KH550用量为总质量的3%。 2.表征结果表明,丙烯酸-有机硅-环氧树脂体系有机-无机杂化材料在可见光区域的透光率较高,在紫外光区域对紫外光的吸收较强,具有较好的透明性和耐紫外光光老化性能;含有多种活性官能团,有机组分和无机组分之间通过化学键(酰胺键)联结,有效抑制了有机和无机相的相分离,其中无机相粒度20nm-70nm;杂化材料的表面粗糙度低;具有较高的热稳定性。 3.应用于金沙遗址室内重塑土的加固试验表明,加固土样的颜色、重量、透气性没有明显变化,基本上不影响原土的外观和原有性能;加固土样的耐溶剂性、抗水解性、安定性和抗压强度有明显提高。 4.初步应用于金沙土遗址现场加固保护试验结果表明,丙烯酸-有机硅-环氧树脂体系有机-无机杂化材料对土遗址土体的渗透速度较快,渗透深度达到6mm-10mm,加固后对土体的颜色变化不明显,强度有所提高。同时,加固后的土体也具有柔韧性,有效地防止了内外强度不一现象的发生,是良好的土遗址保护材料。 5.丙烯酸-有机硅-环氧树脂有机-无机杂化材料土遗址加固作用机理主要包括成膜作用、粘结与填充作用和复合作用。


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