古代絲織品的清洗研究

古代絲織品的清洗研究

絲綢的原料是天然的絲綢纖維，通過氨基酸（h2n）rcooh）的作用合成。每一根蠶絲由兩根單絲平行粘合而成，每根單絲的中間為絲纖維（又稱絲素），外圈是絲膠。絲素為白色，絲膠層含有色素，多為淡黃色至深黃色。經(jīng)過漂練除去絲膠。絲素潔白而有光澤，稱為“熟絲”。由于絲織品本身的材料屬性決定了它的“弱質(zhì)”：易損，難以保存。因而流傳下來的古代絲織品的保護越來越多地引起了人們的重視。一、影響絲綢老化的因素絲綢質(zhì)弱，對酸、堿、鹽、氧化或還原劑，以及光和熱都比較敏感，諸多環(huán)境因素及其交互影響，均可導致絲綢的老化。1.酸堿鹽腐蝕絲絲織品在出土以前，經(jīng)歷了漫長的歲月，復雜的埋藏環(huán)境，使得絲織品在有效保護以前就已經(jīng)受到了侵蝕。埋藏絲織品的土壤中，含有多種酸、堿、鹽等腐蝕物質(zhì)，天生就質(zhì)弱的絲綢，難以抵御它們的長期侵蝕。更有甚者，地下水（同樣飽含酸、堿、鹽多種腐蝕物）的長久浸泡，使得絲纖維吸收水分而溶脹，并被水解為氫化纖維素和氧化纖維素，絲綢強度隨之下降。時間越長，這種強度越差，以至于脆弱不堪。2.侵蝕、蟲濫和昆蟲侵蝕無論是出土以前，抑或是出土以后，絲綢都可能受到細菌、霉菌的侵蝕和蟲蛀。絲織品由絲蛋白，脂質(zhì)等有機物組成，而這些有機物恰是細菌和霉菌的豐富養(yǎng)料，因而絲織品便成了細菌和霉菌棲生的樂園，于是，絲綢很容易生霉，或產(chǎn)生孔洞，以至于破爛不堪。3.紫外光對絲織物結(jié)構(gòu)的影響光、熱作用致絲綢老化，是指文物出土以后。一般來說，絲綢的保護應盡量避開不利的環(huán)境，但光、熱作用對絲織品的影響是較難擺脫的。絲蛋白大分子在紫外光的作用下，容易發(fā)生光化學反應。特別是當肽鏈上存在叔碳時，更易發(fā)生光敏反應，有自由基生成，造成鏈的解離，使絲綢的強度明顯下降、變色、發(fā)脆。通過實驗得知，將絲綢殘片置于紫外光下，兩天后顏色就變淡，而對其進行加熱處理則顏色變暗。紫外光輻射和加熱不僅影響絲蛋白的分子結(jié)構(gòu)，同時對絲織物的染料也有作用，這是因為光能和熱能均有可能使染料分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在實驗中，施加光能和熱能可觀察到絲綢強度和顏色的變化，足以證明光和熱使絲織品本身的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，如斷裂等。二、古絲綢之路的保護古絲綢的保護分三步進行：1.表面活性劑、絡(luò)施工及織物再沉積抑制劑的篩選清洗古代絲織品的方法分為濕洗法（水洗）和干洗法（有機溶劑清洗）兩種。(1）濕洗法。古代絲綢由于年代久遠本身變得很脆弱，在清洗過程中最好用水蒸汽清洗。將需要清洗的織物放在用濾紙或脫脂棉做成的底墊片上，上面再用同樣的墊片蓋上，然后仔細用蒸汽流來回清洗，這樣污泥塵土就會被上下的襯墊所吸收。但對于那些存留頑漬的絲織品，在清洗過程中要格外小心。隨著洗滌劑工業(yè)的長足發(fā)展，洗滌劑在古代絲綢清洗中的使用也日益廣泛。眾多的洗滌劑由于性質(zhì)各異，在使用時應根據(jù)不同的情況，選擇不同配方，以供實際之需。洗滌劑配方品種眾多，但用于古代絲織品的清洗配方中，三種成份是至關(guān)重要的：表面活性劑、絡(luò)合劑與污物再沉積抑制劑(或稱污物攜帶劑）。表面活性劑：先使油污乳化，然后是表面活性劑大鏈分子中的親水性“頭”與水分子親合，同時疏水性“尾”與油脂通過表面活性劑聯(lián)接起來，從而達到去污的效果。如用于古代絲織品清洗中的陰離子型表面活性劑：脂肪酸丙烯酸酯α-磺酸鹽，分子式。這是一種新型洗滌劑，即使?jié)舛群艿?，也不需借助絡(luò)合劑即能發(fā)揮極佳洗滌效能，在硬水中同樣穩(wěn)定，更為重要的是酸堿度適用范圍廣（PH=3-10）。對那些沾有油脂類的污斑、汗斑、果實和植物的汁液等絲織品，它們的作用是減少清洗劑的表面張力或分子間的吸引力，使得溶劑與織物纖維容易接近，即增加濕潤作用，有較好的清潔效果。絡(luò)合劑：水溶性絡(luò)合劑是洗滌劑的重要成份，絡(luò)合劑的作用機理是與硬水中的Ca2+、Mg2+相互結(jié)合，防止其在織物中結(jié)晶。污物中包含的金屬鹽難溶于水，很難去除，采用加有絡(luò)合物的洗滌劑（如NTA氮川三醋酸、檸檬酸等）能達到意想不到的效果。污物再沉積抑制劑：表面活性劑不能阻止污物在絲織物纖維中再次沉積，尤其在清洗古代織物時，應盡量避免機械移動，就更應在洗滌劑中加入污物再沉積抑制劑，CMC（羥甲基纖維素）就是最常用的一種。實驗表明，使用置換度為0.6-0.8、聚合度為200-500、濃度為0.02g/1g的CMC能夠達到最佳效果。我們采用含有以上三種成份配方的洗滌劑對鄂州、蘄春出土絲織品進行了清洗，實驗證明對嚴重污染的絲織品效果良好。(2）干洗法。所謂干洗法就是用無水的有機溶劑來清洗。干洗方法常常用于帛書清洗，因為古代用于書寫的顏料中往往含有動物膠或植物膠，而這些膠體是水溶性的，如果采用濕洗法將造成文物的破壞。古代絲綢的干濕常采用的溶劑是三氯乙烯，這種溶劑易揮發(fā)，不易燃。用純的冷溶劑浸洗紡織品文物時，浸漬時間一般不超過30分種。如果用三氯乙烯浸泡織物時，有顏色改變的現(xiàn)象則改用二氯乙烯，含氯有機溶劑不僅用于織物除污同時還可以防蛀1。2.藥物的相互作用由于絲織品材料由纖維放蛋白組成，許多霉菌可以通過胞外蛋白水解酶催化，將它們水解成短肽，短肽在肽酶作用下進一步被水解為小分子氨基酸。氨基酸是霉菌良好的碳源，碳源和氮源容易被霉菌吸收利用。一般真菌分解蛋白質(zhì)的能力強，并能分解天然蛋白質(zhì)。微生物在絲織文物上生長，使文物質(zhì)地發(fā)生變化，強度下降。防止絲織品文物生蟲長霉的有效方法是控制好收藏文物的房間內(nèi)的氣候環(huán)境，如適宜的溫度、相對濕度和潔凈的空氣等。若微生物已廣泛蔓延，應當立即消毒滅菌。可用于絲綢防霉殺蟲的藥物有多種，如：五氯酚鈉、多聚甲醛、醋酸苯汞、麝香草酚、環(huán)氧乙烷、PM防霉劑和環(huán)氧乙烷。(1)PM防霉劑。PM防霉劑的化學結(jié)構(gòu)式為：PM防霉劑為淺灰色或奶黃色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，熔點155-158℃（分解），溶于水，微溶于甲醇、乙醇。性能穩(wěn)定，見光不易分解，不具吸濕性，水溶液PH值為4-6。PM防霉劑抗菌效果優(yōu)異，抗菌譜廣，低毒，是目前國內(nèi)外新開發(fā)的防霉劑佳品之一。它對真菌和細菌顯示出良好的殺死或抑制作用，其最低抑制濃度（MIC）為0.5-50ppm。方法是：配制0.03%PM劑水溶液，噴于絲織表面后陰干收藏。(2）環(huán)氧乙烷（）。亦是常用的熏蒸劑，它滅菌譜廣，穿透性強，沸點低，揮發(fā)快，效果可靠，對絲織品文物的強度、顏色均無腐蝕損害。它對各種微生物的殺滅作用都很強，即使是抵抗力強的芽孢也能被殺滅，且使細菌再無復活的能力。滅菌機理是：由于環(huán)氧乙烷化學性質(zhì)很活潑，在常溫下，能同許多重要的有機物質(zhì)，如氨基酸、蛋白質(zhì)起化學反應，可與蛋白質(zhì)的巰基（-SH）、羥基（-OH）、氨基（-NH2）和羧基（-COOH）起作用，取代各基團上的活潑氫原子，生成含羥乙基（-C2H4OH）的烷基化合物，從而阻止了微生物酶許多正常的化學反應，使微生物新陳代謝發(fā)生障礙而死亡。環(huán)氧乙烷滅菌的最佳溫度為54.4℃，最佳相對濕度為25-50%。在5-54℃范圍內(nèi)，溫度增高10℃，滅菌效果將提高2.7倍。故提高溫度，可大大縮短消毒、滅菌時間。溫度、濕度變化對絲織品有損害，一般應在室溫和環(huán)境濕度適宜的條件下進行，環(huán)氧乙烷與二氧化碳的混合氣體為1∶9（體積比）。3.古代絲織品的光穩(wěn)定性能可見光的輻射，大大地促進了古代絲綢的老化。近來年，各類紫外線吸收劑相繼出現(xiàn)，但已確證可用于古代絲綢的保護并不多見。對古代絲綢有保護作用的試劑一般有以下幾種作用機理：(1）將“能”源與被保護的絲綢隔開，以減少外力的“施”能作用，降低引發(fā)反應的幾率，如光屏蔽劑。(2）將能量吸收掉，即將來自“能”源的熱或光吸收掉，例如紫外線吸收劑、自由基捕捉劑等。(3）將老化反應中高能態(tài)物質(zhì)的能量降低，阻止反應的進行，如碎滅劑、自由基捕捉劑等。理想的保護劑應具備如下幾個主要性能：(1）能夠有效地消除或消弱紫外光的破壞作用，而被保護物質(zhì)的其他性能沒有影響。(2）紫外光吸收劑本身具有優(yōu)良的光穩(wěn)定性，不被光能破壞。(3）對可見光的吸收低，不著色，不變色。(4）熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性好。紫外光防護劑品種眾多，用于古絲綢保護時以下三種防護劑較為理想。(1)UV-531。UV-531即2-羥基-4-正辛氧基二苯酮，為淡黃色結(jié)晶粉末，密度（25℃）1.16，溶點為46-49.5℃，與樹脂的混溶性良好，在溶液中的溶解度（25℃，g/100g溶液）：苯為72.2,95%乙醇為2.6，丙酮為74.3。本品揮發(fā)性低，低毒，由2,4-二羥二苯甲酮和正辛基氯合成而得，能吸收300-375nm的紫外線。其作用機理：UV-513本身受輻照后產(chǎn)生自由基，這一自由基與絲織品受輻照后產(chǎn)生的自由基相結(jié)合，抑制了鏈反應過程的鏈增長反應，起到保護絲織品的作用。方法：采用1%UV-531的丙酮溶液噴涂。(2）蘆薈。蘆薈是從蘆薈葉的粘液中提取的白色粉末狀固體，易溶于水及有機溶劑。其化學成分主要為蘆薈素類的蒽醌衍生物和蘆薈類的苦味配糖物及樹脂。(3）苯并三氮唑（BTA）。笨并三氮唑是一種無色或淡黃色絮狀結(jié)晶。無嗅，溶點為95-98℃，在溫度98-100℃時升華?？扇苡谒渌芤旱闹礟H為5.5-6.5。在極性溶液中溶解度較大，在鹵素和石油系列溶劑中溶解度較小。易溶于乙醇等有機溶劑。苯并三氮唑的酸性溶液不夠穩(wěn)定，但堿性溶液穩(wěn)定性較好。大氣中溫度在100℃以下一般穩(wěn)定，加熱到100℃以上時，則可能分解出苯胺、硝基苯等有毒性化合物。苯并三氮唑味苦，對鼻子粘膜會引起微小的刺激。蘆薈和苯并二氮唑的