¿Cómo entender el papel de la química en las reliquias culturales?
Sin embargo, la interacción entre las reliquias culturales y las sustancias químicas es un factor importante en la corrosión y el daño de las reliquias culturales.
En cuanto a la química del proceso de corrosión de reliquias culturales, uno de los ejemplos más familiares es probablemente la corrosión del hierro, que implica al menos una reacción de batería bien conocida:
Positivo electrodo: O2+H2O+2e? 2OH-
Ánodo: ¿Fe-2e? Iones Fe2+
Otro ejemplo fácil de entender es que algunos murales de tumbas suelen estar cubiertos con una película blanca. Se descubrió que este daño fue causado por el agua con dióxido de carbono disuelto que disolvió lentamente el carbonato de calcio en bicarbonato de calcio, que se evaporó y secó, y luego precipitó y condensó en la superficie del mural.
Para las reliquias culturales del papel, un ambiente ácido es obviamente perjudicial, porque cuando el papel es neutro o alcalino, sus propiedades mecánicas como la durabilidad, la resistencia al plegado, la resistencia al moho y la estabilidad química se ven comprometidas. Mejor, pero. Los óxidos de nitrógeno y el dióxido de azufre en el aire son gases ácidos que pueden aumentar fácilmente la acidez de las reliquias culturales del papel y causarles daños.
Protección de reliquias culturales y química
Los logros científicos y tecnológicos en química, ingeniería química y protección de materiales se pueden utilizar como referencia y aplicación en la protección de reliquias culturales. Por ejemplo, el benzotriazol (BTA) es un excelente inhibidor de la corrosión del cobre y sus aleaciones. También se utiliza como referencia en la protección de bronces y ha obtenido buenos resultados. Generalmente, las reliquias culturales de madera lacada están llenas de agua y son propensas a encogerse, deformarse, doblarse, pelarse y agrietarse, y deben deshidratarse y moldearse. El método del alumbre [kal (SO4) 2.12h2o] es uno de los métodos comunes para deshidratar y dar forma a las reliquias culturales de madera lacada. Este método aprovecha principalmente la enorme diferencia en la solubilidad del alumbre en agua a diferentes temperaturas. Primero, los artefactos de madera lacada llenos de agua se hierven en una solución concentrada de alumbre durante varias horas. Este proceso permite que el alumbre penetre en los artefactos, que luego se retiran mientras están calientes. A medida que se enfría, la solubilidad del alumbre disminuye y se condensa en la madera, drenando el exceso de agua. Esto no sólo elimina el exceso de humedad en las reliquias culturales de madera lacada, sino que también fortalece las reliquias culturales.
El blanco de plomo [Pb2(OH)2CO3] de la pintura mural se convierte en sulfuro de plomo negro bajo la acción del gas sulfuro de hidrógeno en el aire, afectando el color de la imagen. Cuando se trata con peróxido de hidrógeno, el sulfuro de plomo negro se puede oxidar a sulfato de plomo blanco.
La química se utiliza ampliamente en reliquias culturales y arqueología. Lo anterior es solo una breve introducción a algunos aspectos. Pero de esto debemos darnos cuenta de que la química y otras ciencias naturales se desarrollaron junto con la arqueología, del mismo modo que la química se desarrolló junto con otras ciencias naturales y otras ciencias sociales.
La excavación arqueológica es inseparable de la química.
Las técnicas químicas modernas se utilizan en el análisis e identificación de antigüedades.
① Identificar la autenticidad de las reliquias culturales. Ya no se pueden producir reliquias culturales. Muchas reliquias del patrimonio histórico tienen un alto valor artístico, científico o económico, y en el mundo son frecuentes los casos de falsificación de reliquias culturales. En el pasado, juzgar la autenticidad de las reliquias culturales se basaba principalmente en la observación. La aplicación de tecnología analítica moderna proporciona una base fiable para identificar la autenticidad de las reliquias culturales. Por ejemplo, en la década de 1940, apareció en el mercado de antigüedades europeo un lote de "figurillas de cerámica" del Período de los Reinos Combatientes. Eran muy caras y difíciles de distinguir entre auténticas y falsas. Posteriormente, fue identificado mediante termoluminiscencia en el Laboratorio de Oxford en el Reino Unido, y el resultado fue que era pura falsificación.
(2) Estudiar la tecnología de fabricación de reliquias culturales. Muchas de las obras de artesanía chinas se encuentran entre las mejores del mundo, pero se han perdido. Para heredar y desarrollar estos procesos, se necesitan técnicas modernas de análisis químico para estudiar el proceso de fabricación. El misterio del acero inoxidable en Qin Jian es un excelente ejemplo. Las tiras de bambú Qin desenterradas del Pozo de los Guerreros de Terracota de Qin han estado enterradas bajo tierra durante más de 2.000 años y todavía están tan afiladas como nuevas. Después de análisis e investigación, su superficie está recubierta con una película de óxido que contiene un 2% de cromo, para evitar la oxidación y proteger el frente. La tecnología no se patentó por primera vez en Occidente hasta la década de 1930. El marco de oro del Templo de la Fama en la provincia de Shaanxi tiene el alambre de oro más delgado, 0,016 mm.
③ Explore la fuente y el origen de las reliquias culturales. Al medir la composición y el contenido de los artefactos, se puede encontrar su origen y origen. ¿Los productos de vidrio recolectados en el Templo de la Fama en Shaanxi fueron fabricados por la propia China en la antigüedad, o fueron introducidos en China a través de intercambios culturales entre China y Occidente? Según la investigación, el vidrio en mi país antes de las dinastías Tang y Song tenía un alto contenido de plomo y era principalmente vidrio de plomo, mientras que el vidrio occidental antiguo era principalmente vidrio sodocálcico y básicamente no contenía plomo. A través del análisis, se puede ver que estos productos de vidrio fueron tributos de los países occidentales a la dinastía Tang y fueron testigos del intercambio de las culturas china y occidental. A través de la Ruta de la Seda, los exquisitos productos de seda de China se introdujeron en Occidente, y también se introdujeron en China productos de vidrio en grandes cantidades desde Occidente. Se puede ver que la dinastía Tang implementó una política abierta y promovió la prosperidad de la dinastía Tang.
Protección de reliquias culturales
El museo almacena varias reliquias culturales después de retirarlas del barro, limpiarlas, oxidarlas y protegerlas. El principio es apuntar al mecanismo de corrosión de las reliquias culturales hechas de diversos materiales y minimizar el proceso de corrosión sin afectar la apariencia original de las reliquias culturales. Su desventaja es que no puede prevenir fundamentalmente la corrosión continua de las reliquias culturales y la capa protectora debe pintarse periódicamente. Este artículo analiza cuestiones químicas en la conservación del patrimonio general.
1. Las reliquias culturales metálicas
Los recipientes de oro, plata y cobre utilizan diferentes métodos de protección y tienen diferentes grados de corrosión. Generalmente, solo se usa 2% de NaOH o 1% de HNO3 para limpiar el calcio y los sedimentos en la superficie de los artículos de oro, mientras que se usa una solución de tartrato de potasio para disolver el óxido flotante en la capa interna de los artículos de oro. Se debe eliminar el óxido flotante severo. manualmente bajo un microscopio.
Las manchas de óxido plateado incluyen AgCl, Ag2O y Ag2S. Si hay una película negra grave, utilice un paño suave humedecido en una suspensión de agua y CaCO3 o NH3·H2O-C2 H5 oh y diluya Na2S2O3 para frotar. Luego, la seda empapada en Pb(OAc)2 al 10% se aisló del aire y se almacenó en un ambiente libre de H2S y O3 a temperatura ambiente. La composición de la pátina de los bronces es compleja y a menudo incluye Cu2O, CuCl, CuCO3, Cu(OH)2, cuc L2·3Cu(OH)2)2, Cu2(OH)2CO3, etc. Se compone de NH3·H2O, glicerol alcalino (compuesto por 12 g de NaOH, 4 ml de glicerol y 100 ml de agua), tartrato de sodio y potasio alcalino (compuesto por 5 g de NaOH, 15 g de tartrato de potasio y sodio y 100 ml de agua), H2SO4-K2Cr2O7, hexametafosfato de sodio, EDTA de sodio. y otras sustancias. También puede utilizar NaOH al 10 % y una cantidad adecuada de polvo de Zn y Al para hacer una pasta y aplicarla sobre las partes oxidadas y luego limpiarla después de la restauración. Cepille benzotriazol en la superficie para que se forme en la superficie de cobre.
El bronce "He Zun" sigue intacto después de este tratamiento. El proceso es el siguiente:
La corrosión del hierro es particularmente compleja. Los componentes del óxido incluyen óxido de sulfuro y sulfato. y ácido fosfórico. Cuando lo desentierre, elimine los trozos grandes de óxido a mano y luego use 10 % de HOAc (agregando 0,1 ~ 1 % de CrO42-, Cr2O72-, PO43-, piridina y metenamina como inhibidores de la corrosión) para eliminar aún más el óxido. Por ejemplo, un removedor de óxido compuesto por 435 partes de H3PO, 5 partes de butanol, 20 partes de etanol, 1 parte de hidroquinona y 39 partes de agua también tiene la función de fosfatar la superficie y prevenir la oxidación. También se pueden utilizar agentes complejantes orgánicos como oxalato de sodio, EDTA de sodio y gluconato de sodio para eliminar el óxido. Si los artículos de hierro son muy frágiles cuando se desentierran, se deben empapar con una emulsión de resina poliacrílica al 30-40 % a 10-20 mmhg, solidificarlos, reforzarlos y tratar la superficie. Hay cuatro métodos: (1) Método de conservación: 10% nitrito de diciclohexilamina, 10% carbonato de ciclohexilamina, agua. (2) Método de protección con fosfato: Remojar con H3PO4 al 10%. (3) Método de protección con tanato: 200 partes de ácido tánico, 150 ml de etanol, 100 ml de agua y cepillar repetidamente 6 veces. (4) Sellado de la superficie: Después del tratamiento con cualquiera de los métodos anteriores, sumergir en parafina microcristalina derretida hasta que no se forme espuma. Después de sacarlo, utilice un cepillo humedecido en polvo de grafito para limpiar la cera de la superficie.
Los contenedores de hojalata y plomo están ligeramente oxidados. Generalmente, la superficie de la hojalata es de color blanco grisáceo oscuro, es decir, óxido de SnO y SnO2. Utilice Zn y Pb como ánodos y NaOH al 10% como electrolito para la reducción, que es el mismo que el tratamiento anterior con lacre. La película de óxido sobre la superficie del plomo tiene una estructura fina y también es una capa protectora. Para un tratamiento especial, primero remoje en 1,2 mol L-1 HCl hasta que no se forme espuma, luego remoje en agua destilada (hervida) varias veces y luego remoje en 25 veces de una solución de 1,2 mol L-1nh4oac durante 1 hora. Después de sacarlo, remójelo en agua destilada varias veces, séquelo con etanol y acetona y séllelo con cera.
2. Reliquias culturales inorgánicas no metálicas
La protección de reliquias culturales no metálicas, como tallas de piedra, tallas de piedra y murales, implica principalmente la reparación oportuna de líneas, textos, y pinturas para restaurar la apariencia original de las reliquias culturales. Luego, aplique una película protectora resistente a los rayos UV utilizando resina de poliéster insaturado. Las reliquias culturales dañadas y agrietadas deben reforzarse con aglutinantes de resina. Como resina polimetacrlica, emulsión de acetato de polivinilo, emulsión de butiral de polivinilo, etc. En 1986, el Comité de Gestión de Reliquias Culturales de la ciudad de Jiaojiang, provincia de Zhejiang, desenterró fragmentos de la "Estatua arrodillada de Wang Jingwei y su esposa" que había sido dañada por el ejército japonés. Reparado con adhesivo, se conservó el libro de texto patriótico. Los recipientes de cerámica generalmente no se corroen y las piezas rotas se pueden unir con resina epoxi.
3. Reliquias culturales orgánicas
(1) Especímenes de plantas verdes: Remojar en una solución de 2-HOAC al 10 % de Cu (OAC) y calentar a 85 ~ 90 °C. Después de que la muestra se vuelva verde, sáquela, enjuáguela, consérvela con formaldehído al 5% o etanol al 70%, o séquela. Para hojas y tallos tiernos, remojarlos en una solución mixta compuesta por 100 ml de etanol, 100 ml de agua, 11 ml de metanol al 36-38%, 5,5 ml de glicerina, 5,5 ml de ácido acético y 222 g de cloruro de cobre para 3-5 días. El principio es el siguiente:
La muestra verde procesada está protegida por una membrana CMC-Na+.
(2) Reliquias culturales de papel: cuando se desentierran, deben desacidificarse, desinfectarse y recubrirse antes de poder recolectarlas y conservarlas. Existen muchos métodos de desacidificación, que se pueden dividir en dos categorías: desacidificación húmeda y desacidificación seca. La desacidificación húmeda consiste en remojar los productos de papel en una solución alcalina o rociar la solución alcalina sobre los productos de papel. Las soluciones alcalinas de uso común incluyen soluciones saturadas como Ba(HCO3)2, Ca(HCO3)2, Sr(HCO3)2 y Mg(HCO3)2. La desacidificación seca implica la fumigación con sustancias alcalinas. Por ejemplo, NH3, carbonato de ciclohexilamina, molina, dietil zinc, etc. La dosis habitual es: NH3: H2O (1:10), sellado durante 24 ~ 36 h, el valor de pH del papel se reduce a 6,8 ~ 7,2, el carbonato de ciclohexilamina se empapa en el papel medicinal y se inserta en el libro cada 50 páginas. , y sellado durante dos semanas. Molin se fumiga al vacío durante 10 minutos; el dietil zinc también se utiliza en grandes cantidades al vacío, pero se debe prestar atención a la seguridad. La desacidificación a menudo también desempeña un papel en la esterilización. Simplemente rocíe una película líquida de CMC-Na+ sobre la superficie de los productos de papel y se podrán mejorar las propiedades mecánicas y la resistencia a la luz.
(3) Bambú, madera y artículos lacados: al desenterrarlos, se agrietarán y encogerán debido al secado natural, y deben deshidratarse y moldearse mediante métodos químicos. Los métodos comúnmente utilizados incluyen el método del éter de alcohol, el método del polietilenglicol y el método del polímero de silicona. El método del éter de alcohol es el más sencillo. Una es remojar continuamente las reliquias culturales en etanol y reemplazarlas constantemente con etanol fresco, de modo que la concentración de etanol aumente y la proporción de H2O disminuya. Luego sumérjalo en etanol en lugar de etanol. El éter es volátil y no provocará el colapso de la pared celular. Finalmente, el monómero orgánico (como el acetato de vinilo) penetra en la pared del reactor y la polimerización se fortalece bajo la irradiación de una fuente radiactiva de 60Co. Luego fumigar con óxido de etileno, disulfuro de carbono, etc. Insecticida y esterilización.
(4) Reliquias culturales textiles: La protección incluye limpieza, enjuague, control de insectos, refuerzo del deterioro y otras medidas. Primera limpieza con ácido bórico (1%), el proceso es el siguiente:
nabo 2·3H2O·H2O 2→nabo 2+3H2O+H2O 2
El H2O2 liberado no Exceda el 0,7%, no dañará la tela. En segundo lugar, utilice Na2S2O4 reducido, NaHSO2 CH2O 2H2O (tiosulfato de formaldehído de sodio) combinado con HOAc al 5% para blanquear.
La fumigación con óxido de etileno puede matar insectos y actuar sobre grupos activos como -SH, OH, -NH2, -COOH en bacterias y proteínas de plagas para lograr efectos insecticidas y bactericidas. Las condiciones óptimas de funcionamiento son: humedad relativa 25 ~ 50%, 54 ℃. Finalmente, elija una solución de etanol de nailon al 5%, una solución de tolueno de metacrilato de polimetilo al 2% y una solución de etanol de acetal de polivinilo al 5% para cubrir la capa protectora de refuerzo. El "hilo estampado con llamas de oro y plata de arcilla" desenterrado en Mawangdui fue reforzado y protegido con proteína de pegamento crudo, y el efecto fue muy bueno. Los métodos y procedimientos para conservar fragmentos de cuero y hueso son similares. Los fragmentos de artefactos de marfil desenterrados de la Tumba No. 1976 de Fu Hao se rellenaron y unieron con una solución de acetona de resina de trimetilo del 1 al 3%.
La protección de reliquias arquitectónicas antiguas adopta principalmente el método de restauración y refuerzo en lugar de reconstrucción. Normalmente se utilizan poliésteres insaturados como agentes de refuerzo. Por ejemplo, el refuerzo del Templo Lingen de las Tumbas Ming consiste en mezclar resina 307# y resina 181# en una proporción de 3:1, luego agregar 2% O.P. (peróxido de dibenzoilo) y 0,2% de naftalato de cobalto, se puede usar para todo el componente de construcción. Después del curado, se puede utilizar con amarillo para suelos y tierra. El tratamiento también es resistente a la humedad, las termitas y el fuego.
En resumen, la protección de reliquias culturales desenterradas es una tarea ardua, y pronto se introducirán muchos materiales y tecnologías nuevos en la protección de reliquias culturales. Por ejemplo, en el análisis y protección de reliquias culturales se han utilizado gradualmente resina de silicona con buen rendimiento, datación con 14C, análisis de fase de difracción de rayos X, microscopio electrónico de barrido, sonda electrónica, etc. Proteger y desarrollar mejor la civilización dejada por nuestros antepasados.