我国先民很早就开始利用植物制造生产和生活用具,而出土的植物遗存尤其是竹简、木牍等为我们研究古代的经济发展和社会变迁提供了大量的实物资料,具有十分重要的价值。植物遗存由于其本身材质特性,在埋藏过程中容易受到多种因素影响发生降解,导致本体材质脆弱、颜色加深等。此外,部分遗存在出土后短时间内发生剧烈的颜色变化。本研究旨在通过对植物遗存在埋藏过程中的降解机理及其出土后的材质特性的研究,在增进了解的基础上,更有针对性地对出土古代植物遗存进行保护,并对国内这一研究领域的薄弱环节进行补充。南昌海昏侯墓是我国近年来发掘的最重要的墓葬之一,出土了大量珍贵文物,对于古代传统文化的研究具有重要意义。本文选取海昏侯墓中出土的大麻和香瓜子这两种植物种子以及出土后发生明显变色的草席碎片为主要研究对象,采用传统湿化学方法(Wetchemistry)、元素分析(Ultimate analysis)、热重(TG)、X 射线荧光光谱(XRF)、原子吸收光谱(AAS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、核磁共振(NMR)、热重-红外-质谱联用(TG-FTIR-MS)、电子顺磁共振(EPR)以及X射线光电子能谱(XPS)等多种分析技术,对实验样品进行了分析检测,探究其材质特性和降解机理,并就出土植物种子的相关研究对于其他同材质的文物的研究的参考和借鉴价值进行了深入探讨。成分以及结构分析的结果表明,古代大麻、瓜子以及草席样品的主要成分均为半纤维素、纤维素以及木质素。其中,大麻和草席样品的降解程度较高,表现为样品中半纤维素和纤维素的含量大幅下降,而瓜子样品的降解程度较低,各成分含量变化较小。此外,三种样品中的木质素成分均出现了不同程度的氧化。热分析研究结果显示,在相同的升温速率下,三种样品在N2中的热裂解温度区间基本相同,为约200-600℃。对其热裂解过程中的气体产物进行分析,结果也表明三种样品的热裂解主要气体产物种类也基本相同,主要为C02、CO、H20以及烷烃类、醇类、酚类等,其中含量最高的气体产物均为CO2。而对三种样品的热裂解动力学的研究结果表明,各样品的热裂解均符合成核与生长机理,但具体的参数存在一定区别。对草席样品的EPR检测结果显示,样品中存在含量相对较高的稳定碳自由基。同时,对于墓葬环境的研究结果也显示,墓葬土壤中存在大量可以降解包括多糖以及木质素等有机质的微生物群落。对大麻及草席样品降解产物的分析结果显示,样品降解生成了腐殖酸或者类似物质,但由于埋藏环境的限制,产物的腐殖化程度较低。此外,对经连二亚硫酸钠溶液脱色处理后的草席样品进行分析,结果显示连二亚硫酸钠对于草席的脱色效果较好,且不会对草席的微观结构造成明显的破坏,同时脱色后样品中的自由基含量有所下降。将大麻和草席样品的各个方面进行对比,结果表明两种样品中各组分的变化趋势相同,降解产物也较为相似。同时,两种样品的热裂解过程也较为相似,表现为两种样品的热裂解气体产物种类相同,各种产物的相对含量也较为接近,并且两种样品的热裂解机理函数也相同,动力学参数也极为接近。此外,对古代炭化粟黍秸秆的研究结果显示,与自然降解样品相比,高温炭化样品中也存在一定量的复杂结构的碳自由基,且这些自由基具有更加发达的缩合芳香结构。但高温炭化样品中半纤维素、纤维素以及木质素的结构均已消失,在成分与结构上均与自然降解样品存在较大的差别。本研究中,对南昌海昏侯墓的部分出土植物遗存的材质特性和降解机理进行了深入、系统的研究,为当前国内这一领域的研究做了很好的补充。同时,从材料学视角对出土古代植物种子进行科学研究也拓宽了这类物品的研究用途,提高了这类物品的研究价值。对于植物种子材质特性的研究可以为同一墓葬的其他同类或同材质的文物研究提供借鉴,为无法进行大量取样的珍贵文物的保护工作提供数据支持,具有重要的参考价值。此外,本研究中还对植物遗存出土后的变色机理进行了探索,这对于竹木漆器类文物的保护工作也具有一定的实际意义。