考古饱水木质文物长期埋藏于地下,木材成分损失较大,植物细胞结构破坏严重,已无法保持木材原有强度抵抗干燥过程中的应力释放。然而,长期用水保存会面临其他微生物的威胁。为了使出土的木质文物保持原状,抑制变质,有必要对饱水木质文物进行加固保护。饱水木质古建筑保护的难点在于干燥成型,同时*大限度地保持文物形状不变形、不开裂。根据是否置换饱水木质文物中的水分,分类依据为直接干燥法和置换干燥法。
直接干燥法其他自然干燥法、冷冻干燥技术、超临界流体干燥法等。直接干燥工艺可以保留木质物体的质感和触感,不会引入异物,相对简单、节能、环保。但只特别适合干密度低、变质程度低的饱水木质文物。其中,自然风干法*为原始,干燥过程需要生态环境,干燥效果难以控制。冷冻干燥技术和超临界流体干燥方法经常与置换干燥工艺结合使用,作为置换干燥工艺的后续步骤,以提高干燥质量。
低温真空法的原理是将饱水的木质文物冷冻到冰点以下,使文物中的水变成固体冰。然后在适当的真空环境温度下,将冰直接转化为蒸汽去除,再通过密封装置中的水蒸气装置将水蒸发冷凝,即可将文物烘干。由于在干燥过程中避免了生命的存活,因此可以有效降低干燥过程中液态水表面张力引起的干燥应力。图1是低温真空设备的模拟图。由于饱水木质文物的强度较低,如果直接冷冻,冷冻时细胞腔中水的膨胀力很可能破坏文物。因此,文物往往在冻干前进行预处理,*常用的预处理试剂是PEG(聚乙二醇)。
亚临界热泵干燥是指以超临界流体为干燥介质的干燥过程。当压力和温度在临界状态以上时,超临界流体没有气液界面的区分,同时具有液体和气体的性质,因此亚临界干燥可以大大增加饱水木质文物的干燥应力。超临界流体的密度接近普通液体,粘度接近普通气体。它具有特殊的溶解性、易于调节的密度、较低的粘度和较高的传质速率,并显示出作为溶剂和对流干燥的优势。亚临界干燥工艺用于保护饱水木质文物时,还可以同时完成杀菌。实验表明,饱水木质文物的亚临界脱水速度快于冷冻干燥技术,发现饱水木质文物的干燥方向是决定性因素。由于主客观因素的影响,超临界流体微波干燥对于干燥小型饱水木质文物尚处于开发、应用和经验积累阶段。
对于含水率高、木材变质程度高的饱水木质文物,应采用置换干燥工艺。简单的原理是用饱水木质文物中的水代替试剂,从文物内部支撑原生质结构,抵抗干燥应力。在人类历史上,对于不能自然干燥的饱水木器,*早是用各种油脂代替干燥,主要是亚麻籽油,但木器表面坚硬,过于阴暗。1859年,丹麦国家博物馆在用明矾保护饱水木制品方面取得了巨大成功。这种方法作为标准脱水方法在丹麦已经使用了100年。但是明矾是酸性复盐,吸收水分后呈弱碱性,会腐蚀木纤维。1900年,有人开始尝试用甘油代替烘干,后来又用明矾和甘油液代替,但这加速了器皿的解体。
第二次世界大战后,随着现代化学工业和对文化保护的重视,聚乙二醇(PEG)的替代干燥法在欧美得到发展。欧洲的文化保护专家用PEG法保护了瑞典的瓦萨、挪威的峡湾、德国的伯曼等多艘古代沉船。
由于PEG材料安全性高、各种技术重复操作处理简单等优点,PEG置换干燥法在世界范围内被广泛应用于饱水木制品的脱水保护,且方法日趋完善。在国内,早在1965年,PEG6000技术就被引入到河南信阳长台关出土木漆器的保护中。
糖类物质作为饱水木质文物的替代试剂始于1904年,在美国获得**。蔗糖*早用于干燥饱水木质文物是在对瓦萨的整体保护实验中,随后在欧洲进行了系统研究和应用。代糖材料反复操作,操作简单,渗透快,但在潮湿环境下也存在吸湿、回潮、霉变等问题。为了提高安全性,日本从1994年开始使用乳糖醇作为主要的替代保护。乳糖醇是一种低抗皱性的还原糖,充分克服了蔗糖替代试剂的缺点。近年来,随着乳糖醇价格的上涨,日本对酵母抽提物的置换干燥进行了大量研究。该提取物曾被用作乳糖醇替代的辅助试剂,还具有吸湿性低、稳定性高、成本低、可大规模生产的特点。
1973年陈中行开始研究用乙二醛替代热风干燥。该方法与糖法相似,可在常温下操作,适应性强,在国内已得到广泛应用。20世纪70年代,还发展了醇醚树脂的替代方法。乙醇-乙醚-乳香胶、乙醇-石油醚和乙醇-乙醚等方法已有报道。同期,日本主要使用乙醇-二甲苯-树脂(B72)系统,自上世纪90年代以来,岗田文男对甲醇-杂醇油置换干燥方法进行了深入研究,目前已在日本和中国广泛应用。醇-醚-树脂置换法对饱水竹简和小型木器具有良好的干燥效果。此外,国内还研究了丙烯酸乳液、人造板、三聚氰胺-尿素树脂和TEOSB1B的渗透聚合。
总之,含水饱和的古木建筑的保护方式有很多种,不同的保护技术会对文物产生不同的影响。要根据文物的基本完整性和保护的目的,找出原因,才能达到理想的预防效果。
木质文物恒温恒湿储藏柜:
产品型号 HSDD-1700LWSG
产品品名 木质文物恒温恒湿储藏柜
外尺寸约 (W*D*H) 1860*760*1980
内尺寸约 (W*D*H) 1750*610*1410
额定电压 AC220V 60Hz
峰值功率 1950W
均值功率 200W
柜体综合控温度可调可控 10℃-30℃
柜体综合控湿度可调可控 30%RH -90%RH
温度波动范围 ±2℃
湿度波动范围 ±5%RH
噪音 <50分贝
控制器 7寸触摸屏智能显示
箱体材质 内外不锈钢
门式样 2门
层板 6层 不锈钢层板
性能特点:
1.采用微电脑控制自动识别箱内环境智能跟踪所设定的值;
2.控制柜内各系统的工作状态,在显示屏上一览无余,非常便于对系统的维护保养;
3.系统还设置手动操作状态,便于客户灵活处理控制方式;.
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5.隔热、隔磁、防尘、平衡状态功率小、并具有环保、节能、无污染等;
6.安全可靠、耗电低:内设有漏电保护及强电短路保护,使用安全可靠;一旦通电达到设定要求的温湿度整个系统便进入微功耗维持区;
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