Исследования в консервации культурного наследия. Выпуск 3

Рис. 1. Зависимость разрывной прочности (σ_р) композиции ткань – СПЛ 85 % БМА—10 % ВА–5 % БА с М=11.5•10⁴ от концентрации пропитывающего раствора (С). 1 – композиция бязь – СПЛ; 2 – композиция льняной холст – СПЛ (на примере среднезернистого холста трехнитки)

Первой задачей исследований было установить, как влияет полимер на физико-механические свойства дублировочного холста. На рис. 1 представлена зависимость влияния концентрации пропитывающего раствора на прочность тканей при разрыве.

Видно, что эта зависимость носит экстремальный характер с максимумом прочности при концентрации раствора тройного сополимера 10 мас.%. Так как ткань является капиллярно-пористым материалом, то проникновение полимера в поры ткани носит диффузионный характер. Очевидно, при концентрации пропитывающего раствора менее или равной 10 мас.% макроклубки глубоко проникают в поры волокон и в промежутки между нитями, склеивая и тем самым укрепляя их. При повышении концентрации раствора макроклубки объединяются в крупные ассоциаты, а при более высокой концентрации образуют сплошную флуктуационную сетку зацеплений. Поэтому таким крупным образованиям становится труднее проникать в поры волокон нитей. В результате они сосредотачиваются лишь на поверхности нитей, сначала лишь обволакивая их, а затем при более высоком содержании полимера в растворе заполняют пространство между нитями, образованное в результате переплетения долевых и поперечных нитей (ячейки). В композиции возрастает содержание полимерного компонента, прочность которого намного ниже прочности самой ткани. В связи с этим при большом содержании полимера в композиции происходит снижение ее прочности. Было установлено, что чем выше прочность полимерной пленки (табл. 1), тем выше прочность ткани, пропитанной данным полимером. Кроме того, установлено также, что прочность ткани, пропитанной раствором полимера из «плохого» для него растворителя (изопропилового спирта), значительно ниже, чем из «хорошего» (этилацетата). Таким образом, на прочность композиций ткань-СПЛ оказывают влияние такие факторы, как концентрация пропитывающего раствора, молекулярная масса и состав сополимера, качество растворителя.

Исследования адгезионных свойств сдублированных холстов показали прямо пропорциональную зависимость их сопротивления отслаиванию от количества полимера в клеевом шве. Как видно из данных таблиц 3 и 4, чем больше полимера содержится в композиции (это достигается ростом концентрации (С) полимера в пропитывающем растворе и увеличением числа наносимых полимерных слоев (n)), тем больше сопротивление отслаиванию у сдублированных холстов. Максимальную адгезию дублировочного холста с дублируемым при склеивании обеспечивает 50 %-й раствор сополимера при трехкратном его нанесении на дублировочный холст.

Таблица 3. Зависимость сопротивления отслаиванию (у) склеенных тканей (тонкий холст) от содержания (m) сополимера состава 85 % БМА-10 % ВА – 5 % БА с М= 11,5·10⁴в дублировочном холсте

Данную закономерность можно объяснить тем, что полимер, находящийся на дублировочном холсте при его расплавлении переходит в текучее состояние и под некоторым давлением при проглаживании утюгом проникает в промежутки между нитями дублируемого холста, обеспечивая тем самым их склеивание. И чем больше полимера проникает в дублируемую ткань, тем сильнее будет адгезионное взаимодействие клеевого шва с тканью. Были изучены также адгезионные свойства склеенных расплавом тройного СПЛ холстов, предварительно пропитанных желатином. Эти холсты используются реставраторами для укрепления кромок холстов картин. Из данных табл. 4 видно, что присутствие желатина способствует снижению сопротивления отслаиванию у сдублированных холстов. Это связано, очевидно, с тем, что акриловый сополимер не проникает в поры холста, потому что они заняты желатином. А так как из-за плохой совместимости полимеров взаимодействие между ними ослаблено, поэтому и адгезия их друг к другу также будет невысокой.

Таблица 4. Зависимость сопротивления отслаиванию (у) склеенных холстов от содержания (m) сополимера состава 85 % БМА – 10 % ВА – 5 % БА с М = 11,5·10⁴в дублировочном холсте (Концентрация пропитывающего раствора 50 мас.%)