本文關鍵詞：纖維素衍生物改性聚丙烯酸酯復合材料的制備及其在紙質(zhì)文物保護上的應用　出處：《江蘇大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：作為造紙術發(fā)明國,紙張被廣泛地應用于中國的各個時期各個地方各個領域,擁有數(shù)目龐大的紙質(zhì)文物。然而紙質(zhì)文物本身材質(zhì)易于氧化和水解,且容易受到紫外線、溫度、濕度以及霉菌病蟲害等侵蝕。因此,加強紙質(zhì)文物保護與修復具有重要意義。聚丙烯酸酯由于其具有成膜性好、附著力好、透明性高、反應條件溫和以及價格低廉等優(yōu)點,已廣泛應用于建筑、皮革、電子器件以及文物保護等各項領域。但聚丙烯酸酯仍有許多不足之處,本文針對紙質(zhì)文物保護材料的要求,對聚丙烯酸酯進行改性,具體內(nèi)容如下:(1)為了提高與紙張的親和性,選取纖維素衍生物羧甲基纖維素(CMC),并用甲基丙烯酸對其改性,使其具有雙鍵,能更好地參與丙烯酸類單體的共聚反應。為了改善膜的耐候性、生物惰性與硬度,將硅溶膠改性聚丙烯酸酯,制備了羧甲基纖維素-硅改性聚丙烯酸酯復合材料。對所制備的復合材料進行穩(wěn)定性、粘度、表面張力、接觸角、吸水率等性能測試以及傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、熱重(TG)和透射電子顯微鏡(TEM)等表征分析。實驗結果發(fā)現(xiàn),所制備的材料的粘度在16-24mPa·s之間,說明其滲透性較好,能全方位地保護紙纖維。綜合考慮,選擇了含6%改性硅溶膠的CMC-Si-3對紙樣品進行涂覆,并對其進行模擬應用、干熱老化實驗、可逆實驗以及掃描電子顯微鏡(SEM)分析等。結果表明所制備的材料對宣紙具有較好的保護性能和可逆性能。(2)由于羧甲基纖維素具有親水性,且聚丙烯酸酯的耐水性也較為普通,因此選擇甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)進行疏水性以及耐水性等方面的改性。對所制備的復合材料進行性能表征和儀器分析后,結果發(fā)現(xiàn)含25%DFMA的復合材料的溶脹率(5.0%H2SO4)僅為6.1%,接觸角為96.92°,表明疏水性與耐水性、耐酸堿性具有較大的提高。老化與可逆結果表明,所制備的復合材料能較好的保護紙張,防止老化同時能微損除去保護膜。(3)在保留DFMA良好的疏水性的基礎上,選擇改性微晶纖維素(MCC)和改性納米TiO_2來增強膜的親和性以及抗紫外性。由于改性納米TiO_2使得膜表面相對粗糙,接觸角達到了104.35o。紫外結果表明微晶纖維素-二氧化鈦-氟-苯丙復合材料在紫外線區(qū)280-350nm處具有較好的吸收。老化結果表明,所制備的復合材料能減緩老化速率�？赡娼Y果表明乙酸乙酯可溶解除去保護膜,但是乙酸乙酯緩慢水解產(chǎn)生酸性物質(zhì),破壞紙質(zhì)文物。(4)為了更好的抗紫外性以及更長的使用壽命,本章選取有機紫外吸收劑UV-327來改善性能。紫外可見吸收光譜結果顯示了在紫外光區(qū),乳液的透過率接近于0,而可見光區(qū)乳液的透過率達到了80%以上,具有較好的透光性。干熱老化與紫外老化實驗均表明了所制備的材料可以保護紙質(zhì)文物遠離高溫低濕和強紫外線對其的危害�？赡鎸嶒灲Y果發(fā)現(xiàn)未老化已可逆實驗的紙樣的抗張強度平均值為351.76N·m-1,是空白紙樣抗張強度98.3%,說明乙醇對紙纖維破壞較小。且乙醇價廉易得,且低毒,是可逆實驗中較好的溶劑。(5)為了使膜具有自愈合性能,將CaCO_3微膠囊應用于聚丙烯酸酯材料中,由此改善膜的疏水性以及自愈合性。結果表明,該復合材料的膜因外力損壞后,因其中膠囊的作用,可對該損壞處實現(xiàn)自愈合。結合干熱老化實驗結果,該材料具有較好的保護和自愈合功能,為紙質(zhì)文物長期有效保護,提供了較好的應用基礎。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：K876;TB332

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