Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 3

Видно, что уже при 80°С и при длительном температурном воздействии идет частичное сшивание полимера, о чем свидетельствует наличие в растворе гелеобразных частиц. И чем выше температура и больше время прогрева, тем сильнее идет сшивание. Об этом говорит ухудшение или прекращение растворимости полимера и пожелтение пленок.

Оценкой старения ткани и композиций ткань – СПЛ служило также изменение разрывной прочности (ил. 2).

Ил. 2. Зависимость разрывной прочности (σ^p) образцов ткани из бязи от температуры (Т) сухого старения. Время старения 1 час.

1 – исходной; 2 – пропитанной 3 % раствором сополимера;

3 – пропитанной 10 % раствором сополимера

Введение в ткань сополимера не оказывает существенного влияния на ее разрывную прочность, т. к. сополимер имеет прочность несравнимо меньшую, чем целлюлоза. Основной вклад в обеспечение прочности композиции вносит жесткоцепной полимер – целлюлоза. Видно, что при прогреве до 140°С как для бязи, так и для композиций имеет место незначительное увеличение разрывной прочности. Это обусловлено тем, что в данном диапазоне температур идет испарение влаги, находящейся между волокнами ткани, ведущее к увеличению прочности. При температуре 160–200°С наблюдается потемнение образцов, что свидетельствует о прохождении термоокислительной деструкции волокон целлюлозы и полимера. Все это сопровождается резким понижением прочности. При более высоких температурах образцы ткани обугливаются, разрушаются макромолекулы, увеличивается хрупкость волокон и прочность как необработанной, так и обработанной полимером ткани снижается на 90 %.

Распространенным методом укрепления ветхих тканей является дублирование их на новую прочную основу. Именно поэтому следующим этапом работы было изучение адгезии дублируемой ткани к дублирующей. В качестве первой брали как несостаренную (исходную), так и предварительно состаренную в течение 1 часа при 180°С ткань, в качестве второй – исходную. В качестве склеивающего вещества использовали 20 % раствор А-45К, который с помощью кисти наносили на дублировочную ткань и затем, не высушивая, прижимали дублировочную ткань к дублируемой. После чего склеенную композицию сушили при комнатной температуре до полного высыхания клеевого шва. Адгезионную прочность оценивали по сопротивлению отслаиванию (о) тканей, которое измеряли на разрывной машине РМИ-5.

Из данных Табл. 2 видно, что 20 % раствор сополимера обеспечивает удовлетворительную адгезию клеевого шва к ткани как до, так и после теплового воздействия.

Таблица 2. Адгезионнная прочность отслаивания (σ) композиций: ткань + сополимер А-45К + ткань

Это можно объяснить с точки зрения одного из видов механической теории адгезии. Согласно этой теории, адгезия осуществляется за счет того, что ворсинки, находящиеся на поверхности материала, при нанесении жидкого клея попадают в его толщу и после отверждения клея оказываются прочно внедренными в адгезив, что обеспечивает прочную связь адгезива с субстратом. Если заменить одну из тканей на подвергнутую ранее старению при повышенной температуре ткань, то адгезионная прочность такой композиции немного снижается, очевидно, из-за отсутствия мелких ворсинок, деструктированных у состаренной ткани.

Изучена способность сополимера А-45К экстрагироваться из ткани растворителем после теплового воздействия на композицию. Полученные результаты позволяют оценивать температурное поведение систем с точки зрения обратимости консервации, т. е. возможности удаления СПЛ из ткани. Предварительно взвешенные образцы исходной ткани размером 80×10 мм пропитывали растворами сополимера 10 % и 5 % концентрации, сушили при комнатной температуре до постоянной массы. Затем образцы прогревали при температурах 40^оС, 60^оС и 80^оС. Такой прогрев композиций может происходить при легком глажении, а повышенные температуры позволяют также моделировать ускоренное старение композиций. Состаренные образцы погружали в растворитель – этилацетат или смесь этилацетата и ацетона. Через определенные промежутки времени образцы вынимали, сушили и взвешивали. По изменению массы образцов судили о том, сколько сополимера вымывается из ткани. Опыт с погружением чистой ткани в растворитель показал, что ее масса со временем пребывания в растворителе остается постоянной. Это означает, что молекулы волокон ткани не растворяются в растворителе. Результаты исследования по вымыванию СПЛ А-45К из ткани приведены на ил. 3а, б.