淺議丙烯酸樹脂在文物保護(hù)領(lǐng)域中的應(yīng)用

□ 鄭軍

丙烯酸樹脂是由丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類及其他烯屬單體共聚制成的主鏈不存在不飽和結(jié)構(gòu)且支鏈為酯結(jié)構(gòu)的化合物，主鏈上的碳碳單鍵結(jié)構(gòu)決定了丙烯酸樹脂在某種程度上具有一定的穩(wěn)定性，在防止文物腐壞、修復(fù)成膜、保持文物原有色調(diào)以及安全使用保證等方面具有很大優(yōu)勢(shì)。根據(jù)文物修復(fù)時(shí)出現(xiàn)的具體問題需要選用不同性能的修復(fù)材料，所以丙烯酸樹脂又有熱固性和熱塑性之分。

目前在文物保護(hù)領(lǐng)域中最常用到的幾種丙烯酸 樹 脂 材 料 有 ParaloidB72 （簡(jiǎn) 稱 B72）、PrimalAC33、B48N等。最近幾年，B72在文物保護(hù)中的應(yīng)用非常受歡迎，被廣泛應(yīng)用于壁畫、陶瓷、青銅器甚至泥塑等類文物的保護(hù)，因?yàn)楸Ｗo(hù)效果良好而受到眾多文物保護(hù)工作者的喜歡，意大利、德國(guó)等國(guó)家這種情況更加普遍。本文主要以B72和PrimalAC33幾種常用文物保護(hù)材料進(jìn)行介紹。

一、丙烯酸樹脂在文物保護(hù)中的應(yīng)用

丙烯酸樹脂在文物修復(fù)中主要用作粘結(jié)劑、加固劑和文物表面封護(hù)劑。粘結(jié)劑，是指把破壞了的文物的碎片拼接在一起，盡量使文物外觀回到原來的樣子；加固劑是指由于陶瓷、壁畫等的褪色剝落，鐵器、青銅器的銹蝕，石窟風(fēng)化等造成許多文物變得酥脆易壞，需要對(duì)其進(jìn)行加固，使其堅(jiān)固不易壞，方便保存以及其它修復(fù)；文物表面保護(hù)劑，是指為了文物以后能夠更長(zhǎng)久保存和防止有害因素的影響而對(duì)文物表面所做的化學(xué)處理，重點(diǎn)在于預(yù)防和保養(yǎng)。接下來將具體介紹其在青銅器、陶瓷和壁畫類文物中的應(yīng)用。

（一）青銅器文物方面

青銅器經(jīng)過歷史的沉淀，由于各種自然環(huán)境因素的改變對(duì)青銅器產(chǎn)生的侵蝕，使青銅器本身呈現(xiàn)出各種病害，如溫濕度、土壤環(huán)境、各種微生物會(huì)對(duì)青銅器產(chǎn)生各種銹蝕，造成粉狀銹、剝離、裂隙、瘤狀物等種種病變產(chǎn)生，這樣青銅器的修復(fù)保護(hù)就顯得十分重要。

青銅器修復(fù)首先要根據(jù)實(shí)際情況分析是否需要分解舊有痕跡，然后對(duì)青銅器進(jìn)行清洗去銹、加固整形、拼對(duì)連接、缺失補(bǔ)配、緩蝕、表面封護(hù)、穩(wěn)定性檢測(cè)。青銅器加固即對(duì)已礦化的青銅器銅鹽，去除器物表面無意義附著物之后，滲透樹脂溶液，從而提高器物強(qiáng)度，以便后續(xù)操作。修復(fù)的最后一步需要對(duì)青銅器表面做封護(hù)處理，而B-72是目前青銅器封護(hù)效果最好的材料，使用B-72對(duì)青銅器進(jìn)行封護(hù)處理，其本質(zhì)就是利用滲透的丙烯酸樹脂在青銅器外面防護(hù)成一層緊實(shí)的膜，抵制新的病菌、微生物或空氣中有害因素造成的危害，減少青銅器“生病”的可能。選用B-72作為封護(hù)材料，首先是因?yàn)锽-72不會(huì)與青銅器本身發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生無用物質(zhì)；其次這種物質(zhì)自身無色透明且不溶于水，溶于丙酮溶液中更容易滲入進(jìn)文物內(nèi)部，能更好地吸附在文物表面，迅速地在文物表面創(chuàng)建成膜，并且成膜后能更好地抗老化以及抵制紫外線的入侵；最重要的是它可以填充青銅器表面微孔，防止水分和空氣中有害顆粒的污染，從而降低外界自然環(huán)境對(duì)青銅器的影響和破壞，同時(shí)也起到加固作用，更有效地為器物長(zhǎng)期保存奠定了基礎(chǔ)。

廣州市文物考古研究院的呂良波研究員曾為挑選合適的青銅器加固材料，選擇了四件廣州出土的青銅器進(jìn)行加固實(shí)驗(yàn)調(diào)查，使用四塊碎片分別進(jìn)行試驗(yàn)，最后發(fā)現(xiàn)丙烯酸樹脂對(duì)這四塊碎片的加固效果比較好。這個(gè)實(shí)驗(yàn)中選擇了B-72和B-48N兩種丙烯酸樹脂材料進(jìn)行試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明這兩種材料確實(shí)具有其他材料在粘接性方面、滲透性方面、耐酸堿性上、成膜性方面、耐水性方面所缺少的優(yōu)異性能。

（二）陶瓷文物方面

在我國(guó)各級(jí)博物館中，古陶瓷所占比重極大，但是我國(guó)的古陶瓷技術(shù)發(fā)展至今，也出現(xiàn)了許多問題，大多數(shù)器物長(zhǎng)期埋藏在地下，出土后不再受地下水侵蝕，打破了器物本身的溫濕度平衡，又受到空氣中各種離子的影響，很容易受到破壞。

陶瓷器的修復(fù)主要經(jīng)過器物清洗、檢測(cè)加固、拼接、黏結(jié)、打底、補(bǔ)全上色、表面封護(hù)等幾個(gè)步驟。對(duì)于陶瓷器來說，丙烯酸樹脂作加固劑是指使用丙烯酸樹脂的粘結(jié)力對(duì)陶瓷器表面或者某一部位進(jìn)行粘結(jié)以提高其強(qiáng)度、硬度和牢度的技術(shù)處理，如對(duì)器物上的裂紋、風(fēng)化后的器壁或是剝離等進(jìn)行保護(hù)性加固，方便后續(xù)保護(hù)和保存。由于陶瓷器屬于多孔類材質(zhì)，進(jìn)行加固不僅能防止陶器外觀的修飾物的掉落，也能保證器物的原態(tài)；陶器修復(fù)完成時(shí)，一般會(huì)選擇在器物內(nèi)外均勻涂抹一定濃度的丙烯酸樹脂，以防外界環(huán)境中的不利因素影響。另外，將丙烯酸樹脂涂抹在器物表面，可以遮擋光線和紫外線的直射，也可以修飾和裝點(diǎn)被修復(fù)部分，使器物表面保持光滑和質(zhì)感。

西北大學(xué)的王麗琴教授對(duì)常用于彩繪古陶瓷文物表面顏料保護(hù)的四類八種材料（即：TDI型聚氨酯、MDI型聚氨酯、HDI型聚氨酯、丙烯酸清漆、B72、PrimalAC33、環(huán)氧樹脂和有機(jī)硅）進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，以紫外燈作為加速老化器材，對(duì)其耐光老化性能、硬度等進(jìn)行監(jiān)測(cè)及表征，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)B-72與PrimalAC33是受紫外燈照射老化程度最小的材料，而其他材料均受紫外燈照射影響較大，這充分說明丙烯酸樹脂在古陶瓷文物的保護(hù)中值得大力推廣使用。

B-72是一種熱塑性樹脂，其加固原理在于溶劑丙酮的揮發(fā)使其在彩繪顆粒表面形成一層膜從而起到加固作用，但在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)脆性較大；相比之下，AC-33的耐光老化性能較好，顏色變化小，黏結(jié)強(qiáng)度高，最能起到有效加固彩繪文物的效果。

（三）壁畫文物方面

古代壁畫制作主要是四部分組成，第一部分是支撐壁畫的物質(zhì)載體，即支撐體，通常是巖石、磚石、土木等材料充當(dāng)，因?yàn)楸诋嫷姆€(wěn)定性很大程度上由支撐體的穩(wěn)定性決定；第二部分是地仗層，是支撐體表面為繪畫做準(zhǔn)備的結(jié)構(gòu)層，即繪畫的表面；第三部分是底色層，即位于地仗層和繪畫層之間的結(jié)構(gòu)層，為繪畫提供底色并改善繪畫條件；第四部分也就是最表面的一層即顏料層，就是畫師繪畫藝術(shù)形象及色彩的結(jié)構(gòu)層，這是壁畫的主要價(jià)值所在。由于長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)對(duì)壁畫文物的重視程度不夠，造成大量壁畫受到破壞，出現(xiàn)大量病害，所以要對(duì)壁畫進(jìn)行修復(fù)保護(hù)。

按照《中國(guó)文物古跡保護(hù)準(zhǔn)則》中規(guī)定的保護(hù)步驟，在對(duì)壁畫病害種類和病害產(chǎn)生原因進(jìn)行深入了解和明確的前提下，根據(jù)石窟壁畫和館藏壁畫的特點(diǎn)選擇壁畫保護(hù)材料，此處僅介紹館藏壁畫中丙烯酸樹脂的應(yīng)用。目前館藏壁畫保護(hù)中支撐體的選擇多采用蜂窩鋁板、軟木和碳素纖維布，以環(huán)氧樹脂、B-72和聚醋酸乙烯乳液作為粘接材料的新型館藏壁畫支撐體，這種材料具有較好的兼容性且強(qiáng)度適中，能夠?yàn)楸诋嫳旧硖峁┗钚酝ǖ溃奖惆b、搬運(yùn)，同時(shí)也有利于壁畫的展陳，B-72丙酮溶液在支撐體與壁畫中間形成隔離層，為以后找到更好的保護(hù)材料保護(hù)文物而提供了便利。

壁畫前期保護(hù)工作完成后，開始制作新的支撐體，首先要按照壁畫大小裁剪超出其四周大小五厘米的蜂窩鋁板、軟木和碳纖維布，蜂窩鋁板上用環(huán)氧樹脂膠粘合軟木，用沙袋壓實(shí)使其充分黏結(jié)，在刷環(huán)氧樹脂粘合碳纖維布，固化24小時(shí)后，刷30%的B-72丙酮溶液是為隔離層，然后安裝壁畫即可。這樣的操作既方便壁畫的展陳，又利于壁畫的長(zhǎng)期保存，更有利于壁畫的再處理，正切合了壁畫保護(hù)材料的可逆性和可再處理性。

二、丙烯酸樹脂的改性及其應(yīng)用

（一）丙烯酸樹脂的改性

丙烯酸樹脂主鏈上的碳碳單鍵結(jié)構(gòu)屬于飽和結(jié)構(gòu)，具有一定的穩(wěn)定性，支鏈上的酯基是單鍵和雙鍵同時(shí)存在，在酸或堿存在的情況下容易發(fā)生水解生成其他物質(zhì)，而且聚合而成的線性分子結(jié)構(gòu)也造成了其“熱粘冷脆”的缺點(diǎn)。常規(guī)丙烯酸樹脂成膜要求溫度高，成膜的硬度不夠，耐水性不好，附著力差，影響了其在文物保護(hù)方面的應(yīng)用，因此需要對(duì)其進(jìn)行改性以便達(dá)到與文物更好的相容性。丙烯酸樹脂的改性本質(zhì)上就是將丙烯酸樹脂所需要的而自身卻并不存在的其他物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)通過與其他物質(zhì)結(jié)合表現(xiàn)在生成的新物質(zhì)上。

（二）丙烯酸樹脂的改性方法及其在文物保護(hù)中的應(yīng)用

1.有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂

有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂實(shí)際上就是在丙烯酸樹脂的碳鏈上引入硅側(cè)鏈，形成接枝、嵌段或互穿網(wǎng)絡(luò)體系。有機(jī)硅材料側(cè)鏈上含有有機(jī)基團(tuán)，使得其自身材料具有憎水性，正好可以彌補(bǔ)丙烯酸樹脂側(cè)鏈的酯基造成的親水性的不足。因此，改性后的丙烯酸樹脂既具有其自身較好的成膜性，又具有有機(jī)硅材料的憎水性，賦予改性后材料新的優(yōu)異性能，使其能夠更好地適應(yīng)文物修復(fù)的不同情況。

2.環(huán)氧樹脂改性丙烯酸樹脂

環(huán)氧樹脂改性是在分子鏈中引入丙烯酸樹脂的不飽和雙鍵，同時(shí)加以其他物質(zhì)經(jīng)過共聚得到新物質(zhì)。環(huán)氧樹脂在對(duì)酸堿性和有機(jī)溶劑的溶解性方面彌補(bǔ)了丙烯酸樹脂的防腐性方面的不足，丙烯酸樹脂在成膜性上的優(yōu)勢(shì)也正好彌補(bǔ)了環(huán)氧樹脂的劣勢(shì)，因此環(huán)氧樹脂改性丙烯酸樹脂得以成功，可以同時(shí)具有自身的光澤、保色性佳和成膜性好和環(huán)氧樹脂的高強(qiáng)度和高防腐性等特點(diǎn)。這使得其作粘合劑時(shí)，減少污染，粘合效果好。

3.納米改性丙烯酸樹脂

納米材料是指把微粒直徑在1-100nm之間的極小的微粒應(yīng)用到丙烯酸樹脂材料中，改進(jìn)丙烯酸樹脂在透氣性和紫外老化性能方面的缺點(diǎn)，這種改性得到的新物質(zhì)在文物保護(hù)中別具一格。當(dāng)前常用的納米材料改性方法主要是氧化物（如二氧化硅、二氧化鈦）和碳酸鈣以及礦物質(zhì)對(duì)丙烯酸樹脂的改性。使用不同的納米材料進(jìn)行改性，會(huì)使丙烯酸樹脂具有不同的性能，更符合不同情況下的文物修復(fù)。

4.光穩(wěn)定劑改性丙烯酸樹脂

除上述改性方法以外，將光穩(wěn)定劑與丙烯酸樹脂結(jié)合進(jìn)行改性也是非常值得一說的一種改性方法，因?yàn)閷⒐夥€(wěn)定劑加入丙烯酸樹脂中能明顯改善材料對(duì)光的敏感性，延緩老化時(shí)間，延長(zhǎng)其使用期限。

B-72在文物修復(fù)中是不可或缺的材料，可是紫外線卻是這種材料某種程度上的克星，溫濕度加上紫外線照射致使它過早老化，大大縮短了B-72的使用壽命，因此對(duì)B-72材料進(jìn)行改性從而改善其對(duì)光的敏感度和老化程度具有十分特殊的作用。實(shí)驗(yàn)證明使用紫外線吸收劑對(duì)B-72進(jìn)行改進(jìn)后，原有材料的功能確實(shí)得以提高。