石质文物保护中化学材料的应用

李涵跃

摘 要：石质文物是我国重要的文物资源，石窟、石碑、石佛等石质文物不仅是历史文化景观，同时也是珍贵的考古依据。石质文物作为文化遗产，是不可再生的，而大多数的石质文物都暴露于自然环境下，长期的风雨侵蚀，会使石质文物受到不同程度的损坏。就高中生而言，作为历史文化的继承者和弘扬者，提高石质文物保护意识，对于自身的思想品质提升具有重要意义。同时了解和掌握石质文物保护的基本知识和技能，有利于高中生综合素质的发展，是学以致用的重要体现。本文主要从高中生角度，对当前石质文物保护中，一些常用和常见化学材料的应用进行了简要的探讨。

关键词：石质文物；化学材料；应用；高中生

近年来我国各地区经济建设的加快，工业污染、建筑施工等行为不可避免的对一些自然环境下的石质文物造成了损坏。在石质文物的保护中，化学材料的合理利用，能够有效避免石质文化的腐化、风化等。高中生了解和掌握化学材料在石质文物中的应用，并付之于石质文物的保护实践活动，不仅有利于石质文物的保护工作的完善，同时也有利于培养高中生自身爱家乡、爱环境的思想品质，以及学以致用的实践能力。

一、无机材料的应用

无机材料如石灰水、氢氧化钡（Ba（OH）2）等都是属于石质文物保护中传统化学材料。石灰水和氢氧化钡通常是被应用于加固石质文物，二者原理相似，在与空气中的二氧化碳发生反应后，会有碳酸钙（CaCO3）或是（BaCO3）碳酸钡产生并填塞石质文物的裂隙或孔隙，从而实现粘接加固的作用。在应用中需注意，氢氧化钡加固是建立在特殊化学反应（碳酸钙晶体表面）基础上的，因而若石质文物岩石不存在碳酸钙，那么利用氢氧化钡进行粘接、加固，几乎不会产生任何效果。在应用氢氧化钡（Ba（OH）2）之前应确认石质文物是否有碳酸钙（CaCO3）存在。

二、有机材料的应用

（一）有机氟材料

在砂岩类石质文物加固保护适宜采用有机氟材料。有机氟材料不仅拥有良好的抗氧化、防水性能，同时具有较强的抗紫外线性、耐污性以及耐碱性和耐酸性，更主要的是该材料的耐候性非常强。

（二）环氧树脂

充分混合后的环氧树脂材料，在常压低温环境下，能够起到固化作用。由于固化收缩率较低，环氧树脂材料同时具备物理机械性能和电绝缘性能。此外醚健、氨基等极性基因，使得环氧树脂具备良好的粘接性，而苯环、醚健同时又赋予了环氧树脂材料非常优秀的抗化学溶剂特性。而添加剂与改性剂的应用，能够使环氧树脂的加固粘结保护效果得到进一步地提升。相较于普通胶粘剂，以环氧树脂材料为主合成的胶粘剂，在粘接强度、耐水性、抗老化性、防冲击性、方面都具有明显优势。环氧树脂材料应用简单，操作简洁、成本低廉，适用于多种类别的石质文物保护。

（三）有机硅树脂

有机硅树脂材料具有良好的耐温性、耐候性，防渗性、憎水性、稳定性，同时还具备绝缘性以及呼吸透气性，在石质文物保护中应用广泛。利用有机硅树脂材料处理受损石碑，对于石碑的强度、疏水性都有着显著提升，同时石碑缝隙粘接的强度也远胜于其他粘接剂。我国文物保护技术人员通过改性有机硅树脂，使保护性能得到极大强化。茂陵博物馆采用有机硅树脂材料保护露天汉代石质文物，在十五年间保护性能未发生明显衰退。位于西安的一明代石狮文物同样采用有机硅树脂材料保护效果长达九年。由此可见有机硅树脂在石质文物的保护中具有十分显著的优异作用。

（四）丙烯酸树脂

B72是应用最为广泛地石质文物丙烯酸类保护材料。B72适用于各种溶剂，溶剂在充分挥发后，会形成一层保护膜，这层膜可对石质文物起到有效的加固保护效果。丙烯酸树脂材料的光降解性能会受二氧化钛（锐钛型和金红石型）的影响。实践发现，丙烯酸低聚物在液态下，对于石材的穿透性更强。进行深入研究后又发现，丙烯酸树脂能够对石材内部以及金属离子内部的藻类、菌类等微生物起到良好的杀灭效果，从而有效减少微生物对石质文物的破坏。目前，经过改良的丙烯酸树脂材料，聚合后进行氟化反应，获得的聚合物加固效果更好，稳定性更高，保护性能可得到全面提升。

三、新型材料的应用

（一）仿生无机材料

仿生无机材料既拥有化学特性，又拥有物理特性。通过对石质文物有机物构成的生物矿化模拟，拟定出修复或保护文物所需的特定材料，避免保护或修复的盲目性，提高保护和修复的效率及质量。目前仿生无机材料的研发是全球性的技术课题。

（二）纳米材料

纳米材料的抗紫外线性、耐腐蚀性、耐老化性、抗氧化性、防遮盖性、透明性等效果十分突出。具有ZnO、SiO2、TiO2等纳米粒子的涂料，纳米粒子的散射或吸附作用能够极大增强保护涂料的抗老化性。将无机-有机纳米材料加入高聚合物中，会使其物理性质和化学性质得到一定程度上的改进，这可以有效延长石质文化保护材料的作用时限，从而提升保护作用。

四、结束语

石質文物不仅是历史遗迹，同时也是宝贵的文化遗产。对于高中生而言，保护石质文物，不仅需要了解和掌握化学材料在石质文物保护中的基本应用，同时还应主动承担起保护身边石质文物的责任，并通过自身行动宣传和号召更多的人身体力行地保护石质文物。此外，石质文物的保护还需要与时俱进，根据社会经济和科技的发展要求，不断探索和创新技术方法。

参考文献：

[1]王丽琴，党高潮，赵西晨，等.加固材料在石质文物保护中应用的研究进展[J].材料科学与工程学报，2014，05：778-782.

[2]惠路华，洪坤，詹予忠，等.新型石质文物保护材料的应用探索[J].化工新型材料，2016，07：8-10.

[3]陈兰云，翟秀静，王杰.纳米材料在石质文物保护中的应用研究[J].沈阳建筑工程学院学报（自然科学版），2015，03：204-206.endprint