基于烷氧基钙的石质文物钙基加固层的合成研究.pdf

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1、第42卷第9期化工新型材料Vo1．42No．92014年9月NEWCHEMICALMATERIALS·141·基于烷氧基钙的石质文物钙基加固层的合成研究杨国洁金普军张伟强(1_陕西师范大学材料科学与工程学院，西安710062；2．陕西师范大学化学化工学院，西安710062)摘要以一种有机钙源一烷氧基钙作为钙源，讨论了其在大气环境下的矿化过程，基于其特殊的矿化过程对比研究了甲氧基钙、氢氧化钙和氯化钙在石质文物模拟物砂芯上形成碳酸钙和草酸钙矿化膜的过程，并通过红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热分析(TG

2、／DTA)对材料进行了表征。结果表明：甲氧基钙在合适湿度及COz作用下会缓慢转化为碳酸钙，其甲醇溶液通过吸收大气中CO。能够在石质文物模拟物表面形成一层与本体兼容性好的碳酸钙涂层，与稀草酸溶液协同作用能够在基体表面生成均匀致密的水合草酸钙保护层。关键词烷氧基钙，石质文物，加固层，碳酸钙，草酸钙SynthesisofcalciumbasedconsolidationcoatingbasedoncalciumalkoxideforhistoricalrelicsYangGuojieJinPujunZhangWeiqiang(1．S

3、choolofMaterialScienceandEngineering，ShanxiNormalUniversity，Xi’an710062；2．SchoolofChemistry~ChemicalEngineering，ShanxiNormalUniversity，Xi’an710062)AbstractWithcalciumalkoxidesasthecalciumsource．discusseditsmineralizationprocessinatmosphericenvironment，basedonitsspec

4、ialmineralizationprocess，alayerofcalciumcarbonateandcalciumoxalateweresynthesizedbydip-coatingmethod．Infraredspectroscopy(IR)，X-raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscopy(SEM)andthermalanalysis(TG／DTA)wereusedforcoatingscharacterization．Theresultsshowthatcalcium

5、methoxidecanbeslowtOtranslateintocalciumcarbonateinthesuitablehumidityandcarbondioxideconcentration．Impregnationofaporoussubstrate，simulatingthedeterioratedstone，withamethanolsolutionofmethoxycalcium，producedacrystallinecalciumcarbonatecoatingwhichdepositswithgoodad

6、hesiononthegrainsurfacesubstratewithoutcracks．Intheabsenceofanyorganicadditives，usingmethoxycalciumascalciumsource，producedabionicfilmofcalciumoxalateunderthesynergyofdiluteoxalicacidsolution．Keywordscalciummethoxide，stonerelic，consolidationcoating，calciumcarbonate，

7、calciumoxalate石质文物作为一类最常见的历史文化遗产，具有重要的近来，烷氧基钙作为一种石材保护材料的新型有机钙源历史、艺术和科学价值_1]。然而，石质文物多处于室外开放式进人人们的视野。FavaroM等¨1]合成了Ca(OCH。)z，Ca和半开放式环境中，易受水、可溶盐、微生物、酸雨等自然破坏(OCHCH。)(CH。CH20H)，并通过一系列模拟实验探究评因素作用，发生由表及里的腐蚀，出现变色、裂隙、剥落、酥粉价了3种简单烷氧基钙作为加固材料的潜在应用。Franco和霉菌滋生等诸多病害。目前应用于石质文物加固保护的

8、材Ossola等通过氨活化钙法合成了3种新的烷氧基钙并通过料有很多种I2]，常见保护方法有物理和化学方法，高分子封护模拟实验比较了它们与上述3种烷氧基钙作为加固材料的应膜_3]是其中最为常用的方法之一。这层封护膜虽能短期隔用潜力及转化为碳酸盐的动力学过程。绝外界有害物质，却存