丝绸文物上植物染料的模拟光老化研究

论文摘要

丝绸文物是中华民族的重要文化遗产,是研究古代文化的重要实物资料。但因其质地脆弱在展览过程中易于发生光老化现象。丝绸文物的光老化首先体现为表面染料的褪色,因此亟需采取措施来避免其褪色的发生。为保护这些宝贵的丝绸文物,本研究设计了一系列光老化实验来研究各色染料耐光性能,选取了古代比较有代表性的七种染料—黄檗、槐米、栀子、紫草、青黛、苏木、茜草,对真丝电力纺进行染色,然后研究这些染色丝绸的光老化性能,分为紫外加速老化和常规模拟老化两方面,并用高效液相色谱法对染料光老化的内在规律和机理进行了深入的分析。七种染料的紫外加速光老化与卤素灯、LED灯的常规模拟老化褪色规律基本一致,说明利用紫外加速光老化来模拟研究博物馆光照环境下的染料老化是可行的,确定了紫外加速光老化与卤素灯光老化的对应关系。紫外加速老化对各染料的褪色规律进行了全面分析,得到了从起始光老化到褪色终点的完整曲线,并研究了紫外间断老化与连续老化的区别。常规模拟老化主要对比了LED灯与卤素灯对染料光老化的差异,分析了荧光灯对丝绸的照明效果。LED灯的能量主要集中在450nm波段和550~600nm波段,对于吸收上述波段能量的染料破坏非常严重,不适用于丝绸展品的照明;荧光灯在450nm波段的蓝光处及550~650nm波段附近也有集中的能量分布,所以荧光灯也不适合用于丝绸文物展品的照明;卤素灯是非常适合用于色彩丰富的丝绸展品的照明,但其红外部分含量过高,提出采用冷光镜或红外反射膜降低光源的红外辐射,从而使其更适合于脆弱丝绸展品的照明。通过卤素灯模拟光老化实验,得到了各染料的诱导期颜色突变点,并计算得到了该点处的曝光总量。丝绸文物的展览控制在其突变点曝光总量之内,即可有效避免颜色的变化。不同染料的在突变点处的曝光总量也是各不相同的,黄檗:30000 lx·h;紫草:60000 lx·h;栀子:100000 lx·h;苏木:200000 lx·h;青黛:300000 lx·h;茜草:300000 lx·h。用高效液相色谱法鉴定了各种染料主要色素成分,得到了其色素成分随时间的变化曲线,图谱分析表明色谱峰的变化与色差变化一致非常好。在此基础上建立了一种利用高效液相色谱法对丝绸文物上染料的光老化程度做精确的定量分析手段:利用色谱峰面积的变化定量分析不同染料的光老化程度,尤其是当丝织品文物糟朽或表面不平整时,无法测其色差时,可通过液相色谱来进行定量的测试,取样量少且灵敏度高;提出了靛蓝染料光老化的反应机理:靛蓝在氧自由基的攻击下,生成过氧化物中间体,过氧化物中间体不稳定,迅速裂解生成靛红;利用该机理可对靛蓝染色织物的保护提供更多的理论支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究概述
• 1.1.1 古代丝织品的考古发现
• 1.1.2 古丝绸染色技法
• 1.1.3 馆藏丝绸文物照明光源简介
• 1.1.4 光对脆弱文物展品的破坏作用
• 1.1.5 耐光牢度实验方法
• 1.1.6 光老化标准简介
• 1.1.7 纺织品颜色的表征
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 课题意义
• 1.4 研究路线、创新点与主要问题
• 1.4.1 研究技术路线
• 1.4.2 技术关键
• 1.4.3 主要创新点
• 1.4.4 课题的难点
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验原料和器材
• 2.1.1 实验原料与来源
• 2.1.2 实验器材
• 2.2 实验材料的制备与选用
• 2.2.1 染色样品制备
• 2.2.2 染色小结
• 2.2.3 老化光源的选择
• 2.3 光老化实验设计
• 2.3.1 老化箱设计
• 2.3.2 染色样品指标
• 2.3.3 技术设计思路
• 2.3.4 工艺流程
• 2.3.5 实验方法
• 2.4 光老化样品性能测试与表征
• 2.4.1 老化样品色差测定
• 2.4.2 扫描电镜分析
• 2.4.3 高效液相色谱分析
• 第三章 实验结果与讨论
• 3.1 诱导期突变点
• 3.2 色差结果分析
• 3.2.1 黄檗
• 3.2.2 槐米
• 3.2.3 栀子
• 3.2.4 茜草
• 3.2.5 靛蓝
• 3.2.6 苏木
• 3.2.7 紫草
• 3.3 高效液相色谱分析
• 3.3.1 黄檗
• 3.3.2 槐米
• 3.3.3 青黛
• 3.3.4 茜草
• 3.3.5 紫草
• 3.4 光源的影响与分析
• 3.4.1 博物馆照明灯具选择标准
• 3.4.2 常用照明灯具对比
• 3.4.3 光源照明分析小结
• 第四章 结论
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果