Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 2

В лабораторных условиях методом полимеризации в растворе в среде изопропилового спирта при 80 °C были синтезированы полибутилметакрилат (ПБМА) и сополимеры бутилметакрилата (БМА) с другими виниловыми мономерами, которые предполагается использовать в качестве клеев-расплавов для дублирования памятников искусства на тканевой основе. Целью работы явилось исследование устойчивости в сравнении с А-45К полученных СПЛ, нанесенных на целлюлозную ткань, к воздействию как отрицательных, так и высоких температур и повышенной влажности. В качестве моделей объектов консервации и дублировочного материала использовали бязевую ткань (ГОСТ-29298-92) Ивановского производства со средним размером пор 639 нм и кажущейся пористостью 59 %. Дублирование тканей из бязи проводили следующим образом. Сначала на один образец ткани наносили послойно раствор полимера определенной концентрации. Каждый последующий слой полимерного раствора наносили через час сушки при комнатной температуре сверху предыдущего, а перед склеиванием ткань с нанесенными слоями выдерживали в течение суток при комнатной температуре. Затем ткань с нанесенными слоями накладывали на другой образец ткани, не пропитанный полимерным раствором, и проглаживали в течение 3 мин. утюгом, нагретым до 120 °C. Охлаждение склеенных тканей проводили под давлением груза весом 0,8 кг. Концентрацию пропитывающего раствора варьировали в пределах 10–50 мас.%.

В качестве объектов исследования служили двойные СПЛ БМА, содержащие 10 моль.% ВА или БА, или 5 моль.% 2-этилгексилакрилата (2-ЭГА), а также тройной СПЛ состава 85 моль.% БМА – 10 моль.% ВА – 5моль.% БА. Исследования показали, что введение в макроцепь сополимеров БМА звеньев бутилакрилата (БА) или 2-этилгексилакрилата (2-ЭГА) способствует при сравнении с ПБМА снижению температуры текучести и вязкости расплава полимера, а также уменьшению разрывной прочности пленок, но при этом почти на порядок возрастает их эластичность. Звенья винилацетата (ВА) придают пленке СПЛ на основе БМА нежелательную хрупкость. Однако если в состав СПЛ БМА наряду со звеньями ВА ввести звенья БА или 2-ЭГА, то полимерная пленка приобретает прочность и сохраняет достаточно высокие эластические и адгезионные свойства [5]. Волокна ткани – это пористые тела. В текстиле (ткани) между нитями первой и второй крутки имеются промежутки. Поэтому характер установления взаимодействия между полимерным адгезивом и текстильным субстратом является в первую очередь диффузионным. Чем больше адгезива в клеевом шве, тем больше его может проникнуть в пустоты ткани. Увеличить содержание адгезива на дублировочной ткани можно, либо увеличив концентрацию наносимого на ткань полимерного раствора, либо нанося полимерный раствор в несколько слоев. И то, и другое сопровождается повышением адгезии [5]. Установлено, что наилучшее склеивание дублировочной ткани с дублируемой обеспечивают 50 %-ные растворы (со)полимеров при трехкратном их нанесении на образец дублировочной ткани. Растворы больших концентраций являются столь вязкими, что на ткань кистью наноситься не способны.

Адгезионные соединения в процессе эксплуатации могут подвергаться действию высоких температур, влаги и других вредных факторов. Важным требованием реставраторов является сохранение высоких прочностных и адгезионных показателей сдублированных тканей.

Нами было исследовано влияние температур Т сухого термостарения на прочностные свойства исходной и ткани, пропитанной растворами СПЛ А-45К. Было проведено сухое термостарение в трех интервалах температур: 20–100, 100–180, 180–300 °C в течение 1 часа. Результаты исследования приведены на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость разрывной прочности Н образцов ткани из бязи от температуры Т сухого термостарения в течение 1 часа: 1 – исходной; 2 – пропитанной 3 %-м раствором СПЛ, А-45К; 3 – пропитанной 10 %-м раствором СПЛ, А-45К.

Из данных рис. 1, во-первых, видно, что пропитка тканей растворами СПЛ не оказывает сильного влияния на разрывную прочность (Н). Основной вклад в обеспечение прочности вносит жесткоцепной полимер целлюлоза. Введение в ткань СПЛ не влияет на ее разрывную прочность, т. к. СПЛ имеет прочность несравнимо меньшую, чем целлюлоза. СПЛ играет в ткани лишь роль склеивающего адгезива.