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丝织品文物和竹木质文物是我国灿烂文化遗产的重要组成部分,然而由于在漫长的埋藏过程中受到各种因素的影响,物理化学性质均发生了变化,遭受了不同程度的劣化降解。劣化严重时,丝织品文物质地变粉、变脆、饱水竹木质文物开裂、变形,非常不利于研究工作的开展和珍贵文物的保存。如何采取适当的保护措施,在不对糟朽丝织品文物和饱水竹木质文物产生进一步损害的同时尽可能地使其恢复到正常的状态,并最大限度地延缓其降解的进程,是糟朽丝织品文物和饱水竹木质文物保护的目标。然而,关于糟朽丝织品文物和饱水竹木质文物的保护研究,无论是在劣化降解机理上,还是在保护方法上,都尚未形成完整的体系,远远不能满足文物保护实践的需要。针对这一现状,在查阅文献资料的基础上,本论文对糟朽丝织品文物和饱水竹木质文物的降解机理和保护方法进行了进一步的探索研究。具体研究内容如下:1.糟朽丝织品文物降解机理研究。由于丝织品文物的主要成分为丝素蛋白,天然不耐受光、热、水、微生物等环境因素的影响,出土后大多质地粉、脆,亟需保护。然而由于丝素蛋白复杂的多级结构,丝织品文物降解机理目前仍不十分清楚。已有研究大多集中于丝素蛋白纤维某一种结构或某一理化参数的变化,忽略了多级结构之间的关联性。本论文从多级结构变化的角度着手,采用包括扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、氨基酸分析(Amino acid analysis)、红外光谱(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、电子选取衍射(SAED)和差示扫描量热分析(DSC)在内的分析方法,将新鲜丝绸、人工模拟老化丝绸和不同历史时期丝织品文物的丝素蛋白纤维的微观形貌、一级结构、二级结构和结晶结构进行了对比研究,对各级结构变化之间的联系进行了讨论,并提出了一种可能的丝素蛋白的降解过程。2.细菌纤维素修复糟朽丝织品的修复效果、修复机理和可逆性研究。荆州文物保护中心首次将生物技术应用于文物保护领域,采用细菌纤维素对丝织品文物进行了修复,并取得了理想的效果。与传统保护方法相比,生物保护方法具有环境友好、相容性好、可降解等优点。本部分工作将模拟老化样品、细菌纤维素修复样品和细菌纤维素修复后再次老化样品的色度、丝素蛋白纤维的微观形貌、分子结构、结晶结构、热稳定性和力学性能进行了比较,发现细菌纤维素的修复效果得益于细菌纤维素与丝素蛋白纤维之间的强氢键作用、良好的相容性及细菌纤维素自身的高结晶度和高弹性模量。细菌纤维素修复能够在保持文物丝织品原貌的同时使糟朽丝织品的力学强度得到大幅度增强,并提高了丝织品的结晶度和热稳定性。细菌纤维素修复层可以在不损伤丝绸基体的情况下通过光降解的方式除去,是一种可逆的修复方法,在丝织品文物修复上具有很好的应用前景。3.丝素蛋白/壳聚糖共混体系修复糟朽丝织品研究。细菌纤维素修复糟朽丝织品文物效果理想,但对环境和设施要求较高,不适用于大规模样品的修复处理,因此,在“原物补原物”的思路下,对同样具有高弹性模量、环境友好、可降解、力学性能优异特点的丝素蛋白的修复效果和机理进行了研究。同时针对单纯丝素材料硬脆的缺点,选择使用了丝素蛋白/壳聚糖共混体系。采用不同比例的丝素蛋白/壳聚糖溶液对模拟老化样品进行了修复,并对修复样品、丝素蛋白/壳聚糖修复液凝胶、修复后再老化样品的力学性能、形貌、分子结构、结晶结构、热稳定性等性质进行了比较研究。结果表明,丝素蛋白/壳聚糖修复能大幅度地提高糟朽丝织品的力学强度,并能在不损伤丝绸基体的情况下通过光降解除去,是一种可逆的修复方法。丝素蛋白/壳聚糖共混体系的修复作用主要来自于丝素蛋白和壳聚糖之间的氢键作用和体系中相对高的β-折叠结构含量。4.饱水竹简的降解机理研究。饱水木质文物的降解已被广泛研究,而关于饱水竹质文物降解的研究却十分缺乏。竹材与木材相比,含有更高含量的淀粉、糖、蛋白质和相对少的树脂、蜡、单宁等抽提物,因此更容易受到微生物和昆虫的侵蚀而发生降解,保存状态更差。针对这一现状,对饱水竹简的劣化降解机理进行了研究。对竹简和新鲜中的半纤维和木质素进行了提取,并对其各自的化学进行了比较;同时,将不同历史时期竹简的化学结构和解剖结构与新鲜竹进行了比较,首次就竹简的化学降解和解剖结构劣化对竹简力学性能的影响进行了探讨。结果表明,饱水竹简中纤维素和半纤维素的降解程度着年代的增加而增加,木质素结构相对稳定。但木质素与碳水化合物之间的化学连接也发生了改变,这种改变可能加快了饱水竹简的降解进程。纤维素微纤维和薄壁组织的降解共同导致了饱水竹简力学性能的劣化。5.有机硅氧烷溶胶-凝胶法饱水木质文物脱水定型加固研究。饱水木质文物的脱水定型是饱水木质文物保护的重难点所在。传统的饱水木质文物保护方法如明矾法、蔗糖法、树脂法、PEG法、乙二醛法等,分别具有易潮解、易霉变、渗透性差、强度低、毒性强等缺点。本工作中,选择了具有良好的渗透性、疏水性、透气性、抗菌性和优异的耐老化性能的WD-801和WD-802为加固剂,采用溶胶-凝胶法对饱水木质文物进行了脱水定型加固,对不同加固条件下的加固效果和加固机理进行了研究。结果表明,采用有机硅氧烷对饱水木质文物进行脱水定型加固能够取得理想的效果,且加固效果与加固样品的增重率有关,而增重率与有机硅氧烷的水解缩合速率有关。