Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 2

Из данных рис. 1. следует, что при прогреве до 140 °C имеет место незначительное увеличение разрывной прочности как исходной ткани, так и ткани, пропитанной растворами СПЛ. Это обусловлено тем, что в данном диапазоне температур идет испарение влаги, находящейся между волокнами ткани, ведущее к увеличению прочности. При температуре 160–200 °C идет испарение влаги, находящейся внутри волокон, и наблюдается потемнение образцов, что свидетельствует о прохождении термоокислительной деструкции волокон целлюлозы. Все это сопровождается резким понижением прочности. При более высоких температурах образцы ткани обугливаются, разрушаются макромолекулы целлюлозы, увеличивается хрупкость волокон и прочность падает на 90 %. Полимер при этом не оказывает защитного действия и, по всей вероятности, сам подвергается термоокислению и деструкции.

Необходимым условием использования консервантов является отсутствие изменения их цвета, растворимости и прозрачности при прогреве. А так как склеивание тканей происходит при повышенной температуре, то было изучено старение пленок СПЛ на основе БМА и А-45К при 100 °C, 150 °C и 200 °C в течение 3 часов по таким показателям, как цвет, прозрачность и растворимость.

Обнаружили, что акриловые СПЛ БМА сохраняют бесцветность и прозрачность при прогреве до 100–150 °C. Акриловый полимер А-45К желтеет при температуре 150 °C. При 200 °C пленки всех исследуемых полимеров желтеют, но сохраняют прозрачность, кроме того, все исследуемые СПЛ БМА при длительном прогреве при 100 °C сохраняют растворимость в органических растворителях, в то время как А-45К через 3 часа теряет растворимость уже при прогреве 80 °C. СПЛ на основе БМА теряют растворимость только при прогреве 200 °C. Причиной указанных изменений полимерных пленок является то, что при такого рода воздействиях происходят необратимые процессы – сшивка макромолекул с СПЛ.

Данные исследования позволяют установить оптимальный температурный интервал использования расплавов полимеров при склеивании тканей, чтобы предотвратить необратимые химические превращения в композициях. В нашем случае этот интервал 100–120 °C.

На следующем этапе работы исследовали влияние как низких, так и высоких температур, а также повышенной влажности на адгезионную прочность сдублированных тканей. Результаты исследования приведены в таблице.

Видно, что адгезия снижается при всех видах старения. Но СПЛ БМА, содержащие звенья БА и тройные СПЛ, а также высокомолекулярные СПЛ являются более устойчивыми к температурно-влажностному старению.

Из изложенного можно заключить следующее. Для склеивания тканей расплавом можно рекомендовать СПЛ состава 85БМА-10ВА-5БА с [η] = 0,2 дл/г. Данный СПЛ эластичен, имеет высокие когезионную и адгезионную прочности при склеивании целлюлозных тканей. Кроме того, он наиболее устойчив к тепловому и влажностному старению, консервация музейных экспонатов с его помощью носит обратимый характер. Для склеивания тканей методом дублирования расплавом полимера необходимо на дублировочную ткань наносить в 2–3 слоя высококонцентрированные растворы СПЛ.

Влияние старения на адгезионную прочность (γ) композиций тканей, склеенных акриловыми (со)полимерами

[η] – характеристическая вязкость

Выводы

1. Получены (мет)акриловые СПЛ невысокой ММ, обладающие температурой текучести до 100 °C. Это позволяет использовать их как клеи-расплавы при реставрации тканей методом дублирования на новую основу.

2. Установлено, что в температурных интервалах 20–100 °C, 120–180 °C и 200–300 °C происходят соответственно процессы сушки материала, медленного старения и деструкции. В первом интервале температур идет испарение капиллярной влаги, во втором – удаление сорбированной и пластификационной влаги, в третьем – деструкция целлюлозы и пропитывающего ткань полимера, интенсивность которой увеличивается с ростом температуры.

3. Показано, что только при температуре 100 °C исследуемые СПЛ сохраняют прозрачность, бесцветность и растворимость в органических растворителях. Последнее свойство делает возможным удаление СПЛ из реставрируемой ткани растворителем в случае необходимости замены их на новое полимерное связующее при проведении повторной реставрации.

4. Установлено, что достаточно высокие адгезионные свойства полученных клеев-расплавов сохраняются в жестких условиях температурного и влажностного состояния среды.

5. Проведенные исследования показывают, что использование СПЛ А-45К для консервации тканей ограничено. Практика реставраторов показывает, что в музейных условиях укрепленные СПЛ ткани сохраняют консервационную обратимость десятки лет. Воздействие повышенных температур на композицию «ткань – СПЛ» вызывает необратимое сшивание сополимера и потерю его растворимости.