淺議丙烯酸樹脂在文物保護領域中的應用

□ 鄭軍

丙烯酸樹脂是由丙烯酸酯類和甲基丙烯酸酯類及其他烯屬單體共聚制成的主鏈不存在不飽和結構且支鏈為酯結構的化合物，主鏈上的碳碳單鍵結構決定了丙烯酸樹脂在某種程度上具有一定的穩定性，在防止文物腐壞、修復成膜、保持文物原有色調以及安全使用保證等方面具有很大優勢。根據文物修復時出現的具體問題需要選用不同性能的修復材料，所以丙烯酸樹脂又有熱固性和熱塑性之分。

目前在文物保護領域中最常用到的幾種丙烯酸 樹 脂 材 料 有 ParaloidB72 （簡 稱 B72）、PrimalAC33、B48N等。最近幾年，B72在文物保護中的應用非常受歡迎，被廣泛應用于壁畫、陶瓷、青銅器甚至泥塑等類文物的保護，因為保護效果良好而受到眾多文物保護工作者的喜歡，意大利、德國等國家這種情況更加普遍。本文主要以B72和PrimalAC33幾種常用文物保護材料進行介紹。

一、丙烯酸樹脂在文物保護中的應用

丙烯酸樹脂在文物修復中主要用作粘結劑、加固劑和文物表面封護劑。粘結劑，是指把破壞了的文物的碎片拼接在一起，盡量使文物外觀回到原來的樣子；加固劑是指由于陶瓷、壁畫等的褪色剝落，鐵器、青銅器的銹蝕，石窟風化等造成許多文物變得酥脆易壞，需要對其進行加固，使其堅固不易壞，方便保存以及其它修復；文物表面保護劑，是指為了文物以后能夠更長久保存和防止有害因素的影響而對文物表面所做的化學處理，重點在于預防和保養。接下來將具體介紹其在青銅器、陶瓷和壁畫類文物中的應用。

（一）青銅器文物方面

青銅器經過歷史的沉淀，由于各種自然環境因素的改變對青銅器產生的侵蝕，使青銅器本身呈現出各種病害，如溫濕度、土壤環境、各種微生物會對青銅器產生各種銹蝕，造成粉狀銹、剝離、裂隙、瘤狀物等種種病變產生，這樣青銅器的修復保護就顯得十分重要。

青銅器修復首先要根據實際情況分析是否需要分解舊有痕跡，然后對青銅器進行清洗去銹、加固整形、拼對連接、缺失補配、緩蝕、表面封護、穩定性檢測。青銅器加固即對已礦化的青銅器銅鹽，去除器物表面無意義附著物之后，滲透樹脂溶液，從而提高器物強度，以便后續操作。修復的最后一步需要對青銅器表面做封護處理，而B-72是目前青銅器封護效果最好的材料，使用B-72對青銅器進行封護處理，其本質就是利用滲透的丙烯酸樹脂在青銅器外面防護成一層緊實的膜，抵制新的病菌、微生物或空氣中有害因素造成的危害，減少青銅器“生病”的可能。選用B-72作為封護材料，首先是因為B-72不會與青銅器本身發生反應產生無用物質；其次這種物質自身無色透明且不溶于水，溶于丙酮溶液中更容易滲入進文物內部，能更好地吸附在文物表面，迅速地在文物表面創建成膜，并且成膜后能更好地抗老化以及抵制紫外線的入侵；最重要的是它可以填充青銅器表面微孔，防止水分和空氣中有害顆粒的污染，從而降低外界自然環境對青銅器的影響和破壞，同時也起到加固作用，更有效地為器物長期保存奠定了基礎。

廣州市文物考古研究院的呂良波研究員曾為挑選合適的青銅器加固材料，選擇了四件廣州出土的青銅器進行加固實驗調查，使用四塊碎片分別進行試驗，最后發現丙烯酸樹脂對這四塊碎片的加固效果比較好。這個實驗中選擇了B-72和B-48N兩種丙烯酸樹脂材料進行試驗，實驗證明這兩種材料確實具有其他材料在粘接性方面、滲透性方面、耐酸堿性上、成膜性方面、耐水性方面所缺少的優異性能。

（二）陶瓷文物方面

在我國各級博物館中，古陶瓷所占比重極大，但是我國的古陶瓷技術發展至今，也出現了許多問題，大多數器物長期埋藏在地下，出土后不再受地下水侵蝕，打破了器物本身的溫濕度平衡，又受到空氣中各種離子的影響，很容易受到破壞。

陶瓷器的修復主要經過器物清洗、檢測加固、拼接、黏結、打底、補全上色、表面封護等幾個步驟。對于陶瓷器來說，丙烯酸樹脂作加固劑是指使用丙烯酸樹脂的粘結力對陶瓷器表面或者某一部位進行粘結以提高其強度、硬度和牢度的技術處理，如對器物上的裂紋、風化后的器壁或是剝離等進行保護性加固，方便后續保護和保存。由于陶瓷器屬于多孔類材質，進行加固不僅能防止陶器外觀的修飾物的掉落，也能保證器物的原態；陶器修復完成時，一般會選擇在器物內外均勻涂抹一定濃度的丙烯酸樹脂，以防外界環境中的不利因素影響。另外，將丙烯酸樹脂涂抹在器物表面，可以遮擋光線和紫外線的直射，也可以修飾和裝點被修復部分，使器物表面保持光滑和質感。

西北大學的王麗琴教授對常用于彩繪古陶瓷文物表面顏料保護的四類八種材料（即：TDI型聚氨酯、MDI型聚氨酯、HDI型聚氨酯、丙烯酸清漆、B72、PrimalAC33、環氧樹脂和有機硅）進行跟蹤監測，以紫外燈作為加速老化器材，對其耐光老化性能、硬度等進行監測及表征，實驗發現B-72與PrimalAC33是受紫外燈照射老化程度最小的材料，而其他材料均受紫外燈照射影響較大，這充分說明丙烯酸樹脂在古陶瓷文物的保護中值得大力推廣使用。

B-72是一種熱塑性樹脂，其加固原理在于溶劑丙酮的揮發使其在彩繪顆粒表面形成一層膜從而起到加固作用，但在應用中發現脆性較大；相比之下，AC-33的耐光老化性能較好，顏色變化小，黏結強度高，最能起到有效加固彩繪文物的效果。

（三）壁畫文物方面

古代壁畫制作主要是四部分組成，第一部分是支撐壁畫的物質載體，即支撐體，通常是巖石、磚石、土木等材料充當，因為壁畫的穩定性很大程度上由支撐體的穩定性決定；第二部分是地仗層，是支撐體表面為繪畫做準備的結構層，即繪畫的表面；第三部分是底色層，即位于地仗層和繪畫層之間的結構層，為繪畫提供底色并改善繪畫條件；第四部分也就是最表面的一層即顏料層，就是畫師繪畫藝術形象及色彩的結構層，這是壁畫的主要價值所在。由于長時期內對壁畫文物的重視程度不夠，造成大量壁畫受到破壞，出現大量病害，所以要對壁畫進行修復保護。

按照《中國文物古跡保護準則》中規定的保護步驟，在對壁畫病害種類和病害產生原因進行深入了解和明確的前提下，根據石窟壁畫和館藏壁畫的特點選擇壁畫保護材料，此處僅介紹館藏壁畫中丙烯酸樹脂的應用。目前館藏壁畫保護中支撐體的選擇多采用蜂窩鋁板、軟木和碳素纖維布，以環氧樹脂、B-72和聚醋酸乙烯乳液作為粘接材料的新型館藏壁畫支撐體，這種材料具有較好的兼容性且強度適中，能夠為壁畫本身提供活性通道，方便包裝、搬運，同時也有利于壁畫的展陳，B-72丙酮溶液在支撐體與壁畫中間形成隔離層，為以后找到更好的保護材料保護文物而提供了便利。

壁畫前期保護工作完成后，開始制作新的支撐體，首先要按照壁畫大小裁剪超出其四周大小五厘米的蜂窩鋁板、軟木和碳纖維布，蜂窩鋁板上用環氧樹脂膠粘合軟木，用沙袋壓實使其充分黏結，在刷環氧樹脂粘合碳纖維布，固化24小時后，刷30%的B-72丙酮溶液是為隔離層，然后安裝壁畫即可。這樣的操作既方便壁畫的展陳，又利于壁畫的長期保存，更有利于壁畫的再處理，正切合了壁畫保護材料的可逆性和可再處理性。

二、丙烯酸樹脂的改性及其應用

（一）丙烯酸樹脂的改性

丙烯酸樹脂主鏈上的碳碳單鍵結構屬于飽和結構，具有一定的穩定性，支鏈上的酯基是單鍵和雙鍵同時存在，在酸或堿存在的情況下容易發生水解生成其他物質，而且聚合而成的線性分子結構也造成了其“熱粘冷脆”的缺點。常規丙烯酸樹脂成膜要求溫度高，成膜的硬度不夠，耐水性不好，附著力差，影響了其在文物保護方面的應用，因此需要對其進行改性以便達到與文物更好的相容性。丙烯酸樹脂的改性本質上就是將丙烯酸樹脂所需要的而自身卻并不存在的其他物質的優點通過與其他物質結合表現在生成的新物質上。

（二）丙烯酸樹脂的改性方法及其在文物保護中的應用

1.有機硅改性丙烯酸樹脂

有機硅改性丙烯酸樹脂實際上就是在丙烯酸樹脂的碳鏈上引入硅側鏈，形成接枝、嵌段或互穿網絡體系。有機硅材料側鏈上含有有機基團，使得其自身材料具有憎水性，正好可以彌補丙烯酸樹脂側鏈的酯基造成的親水性的不足。因此，改性后的丙烯酸樹脂既具有其自身較好的成膜性，又具有有機硅材料的憎水性，賦予改性后材料新的優異性能，使其能夠更好地適應文物修復的不同情況。

2.環氧樹脂改性丙烯酸樹脂

環氧樹脂改性是在分子鏈中引入丙烯酸樹脂的不飽和雙鍵，同時加以其他物質經過共聚得到新物質。環氧樹脂在對酸堿性和有機溶劑的溶解性方面彌補了丙烯酸樹脂的防腐性方面的不足，丙烯酸樹脂在成膜性上的優勢也正好彌補了環氧樹脂的劣勢，因此環氧樹脂改性丙烯酸樹脂得以成功，可以同時具有自身的光澤、保色性佳和成膜性好和環氧樹脂的高強度和高防腐性等特點。這使得其作粘合劑時，減少污染，粘合效果好。

3.納米改性丙烯酸樹脂

納米材料是指把微粒直徑在1-100nm之間的極小的微粒應用到丙烯酸樹脂材料中，改進丙烯酸樹脂在透氣性和紫外老化性能方面的缺點，這種改性得到的新物質在文物保護中別具一格。當前常用的納米材料改性方法主要是氧化物（如二氧化硅、二氧化鈦）和碳酸鈣以及礦物質對丙烯酸樹脂的改性。使用不同的納米材料進行改性，會使丙烯酸樹脂具有不同的性能，更符合不同情況下的文物修復。

4.光穩定劑改性丙烯酸樹脂

除上述改性方法以外，將光穩定劑與丙烯酸樹脂結合進行改性也是非常值得一說的一種改性方法，因為將光穩定劑加入丙烯酸樹脂中能明顯改善材料對光的敏感性，延緩老化時間，延長其使用期限。

B-72在文物修復中是不可或缺的材料，可是紫外線卻是這種材料某種程度上的克星，溫濕度加上紫外線照射致使它過早老化，大大縮短了B-72的使用壽命，因此對B-72材料進行改性從而改善其對光的敏感度和老化程度具有十分特殊的作用。實驗證明使用紫外線吸收劑對B-72進行改進后，原有材料的功能確實得以提高。