古代絲織品的清洗研究

古代絲織品的清洗研究

絲綢的原料是天然的絲綢纖維，通過氨基酸（h2n）rcooh）的作用合成。每一根蠶絲由兩根單絲平行粘合而成，每根單絲的中間為絲纖維（又稱絲素），外圈是絲膠。絲素為白色，絲膠層含有色素，多為淡黃色至深黃色。經(jīng)過漂練除去絲膠。絲素潔白而有光澤，稱為“熟絲”。由于絲織品本身的材料屬性決定了它的“弱質(zhì)”：易損，難以保存。因而流傳下來的古代絲織品的保護(hù)越來越多地引起了人們的重視。一、影響絲綢老化的因素絲綢質(zhì)弱，對酸、堿、鹽、氧化或還原劑，以及光和熱都比較敏感，諸多環(huán)境因素及其交互影響，均可導(dǎo)致絲綢的老化。1.酸堿鹽腐蝕絲絲織品在出土以前，經(jīng)歷了漫長的歲月，復(fù)雜的埋藏環(huán)境，使得絲織品在有效保護(hù)以前就已經(jīng)受到了侵蝕。埋藏絲織品的土壤中，含有多種酸、堿、鹽等腐蝕物質(zhì)，天生就質(zhì)弱的絲綢，難以抵御它們的長期侵蝕。更有甚者，地下水（同樣飽含酸、堿、鹽多種腐蝕物）的長久浸泡，使得絲纖維吸收水分而溶脹，并被水解為氫化纖維素和氧化纖維素，絲綢強(qiáng)度隨之下降。時間越長，這種強(qiáng)度越差，以至于脆弱不堪。2.侵蝕、蟲濫和昆蟲侵蝕無論是出土以前，抑或是出土以后，絲綢都可能受到細(xì)菌、霉菌的侵蝕和蟲蛀。絲織品由絲蛋白，脂質(zhì)等有機(jī)物組成，而這些有機(jī)物恰是細(xì)菌和霉菌的豐富養(yǎng)料，因而絲織品便成了細(xì)菌和霉菌棲生的樂園，于是，絲綢很容易生霉，或產(chǎn)生孔洞，以至于破爛不堪。3.紫外光對絲織物結(jié)構(gòu)的影響光、熱作用致絲綢老化，是指文物出土以后。一般來說，絲綢的保護(hù)應(yīng)盡量避開不利的環(huán)境，但光、熱作用對絲織品的影響是較難擺脫的。絲蛋白大分子在紫外光的作用下，容易發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。特別是當(dāng)肽鏈上存在叔碳時，更易發(fā)生光敏反應(yīng)，有自由基生成，造成鏈的解離，使絲綢的強(qiáng)度明顯下降、變色、發(fā)脆。通過實驗得知，將絲綢殘片置于紫外光下，兩天后顏色就變淡，而對其進(jìn)行加熱處理則顏色變暗。紫外光輻射和加熱不僅影響絲蛋白的分子結(jié)構(gòu)，同時對絲織物的染料也有作用，這是因為光能和熱能均有可能使染料分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在實驗中，施加光能和熱能可觀察到絲綢強(qiáng)度和顏色的變化，足以證明光和熱使絲織品本身的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，如斷裂等。二、古絲綢之路的保護(hù)古絲綢的保護(hù)分三步進(jìn)行：1.表面活性劑、絡(luò)施工及織物再沉積抑制劑的篩選清洗古代絲織品的方法分為濕洗法（水洗）和干洗法（有機(jī)溶劑清洗）兩種。(1）濕洗法。古代絲綢由于年代久遠(yuǎn)本身變得很脆弱，在清洗過程中最好用水蒸汽清洗。將需要清洗的織物放在用濾紙或脫脂棉做成的底墊片上，上面再用同樣的墊片蓋上，然后仔細(xì)用蒸汽流來回清洗，這樣污泥塵土就會被上下的襯墊所吸收。但對于那些存留頑漬的絲織品，在清洗過程中要格外小心。隨著洗滌劑工業(yè)的長足發(fā)展，洗滌劑在古代絲綢清洗中的使用也日益廣泛。眾多的洗滌劑由于性質(zhì)各異，在使用時應(yīng)根據(jù)不同的情況，選擇不同配方，以供實際之需。洗滌劑配方品種眾多，但用于古代絲織品的清洗配方中，三種成份是至關(guān)重要的：表面活性劑、絡(luò)合劑與污物再沉積抑制劑(或稱污物攜帶劑）。表面活性劑：先使油污乳化，然后是表面活性劑大鏈分子中的親水性“頭”與水分子親合，同時疏水性“尾”與油脂通過表面活性劑聯(lián)接起來，從而達(dá)到去污的效果。如用于古代絲織品清洗中的陰離子型表面活性劑：脂肪酸丙烯酸酯α-磺酸鹽，分子式。這是一種新型洗滌劑，即使?jié)舛群艿?，也不需借助絡(luò)合劑即能發(fā)揮極佳洗滌效能，在硬水中同樣穩(wěn)定，更為重要的是酸堿度適用范圍廣（PH=3-10）。對那些沾有油脂類的污斑、汗斑、果實和植物的汁液等絲織品，它們的作用是減少清洗劑的表面張力或分子間的吸引力，使得溶劑與織物纖維容易接近，即增加濕潤作用，有較好的清潔效果。絡(luò)合劑：水溶性絡(luò)合劑是洗滌劑的重要成份，絡(luò)合劑的作用機(jī)理是與硬水中的Ca2+、Mg2+相互結(jié)合，防止其在織物中結(jié)晶。污物中包含的金屬鹽難溶于水，很難去除，采用加有絡(luò)合物的洗滌劑（如NTA氮川三醋酸、檸檬酸等）能達(dá)到意想不到的效果。污物再沉積抑制劑：表面活性劑不能阻止污物在絲織物纖維中再次沉積，尤其在清洗古代織物時，應(yīng)盡量避免機(jī)械移動，就更應(yīng)在洗滌劑中加入污物再沉積抑制劑，CMC（羥甲基纖維素）就是最常用的一種。實驗表明，使用置換度為0.6-0.8、聚合度為200-500、濃度為0.02g/1g的CMC能夠達(dá)到最佳效果。我們采用含有以上三種成份配方的洗滌劑對鄂州、蘄春出土絲織品進(jìn)行了清洗，實驗證明對嚴(yán)重污染的絲織品效果良好。(2）干洗法。所謂干洗法就是用無水的有機(jī)溶劑來清洗。干洗方法常常用于帛書清洗，因為古代用于書寫的顏料中往往含有動物膠或植物膠，而這些膠體是水溶性的，如果采用濕洗法將造成文物的破壞。古代絲綢的干濕常采用的溶劑是三氯乙烯，這種溶劑易揮發(fā)，不易燃。用純的冷溶劑浸洗紡織品文物時，浸漬時間一般不超過30分種。如果用三氯乙烯浸泡織物時，有顏色改變的現(xiàn)象則改用二氯乙烯，含氯有機(jī)溶劑不僅用于織物除污同時還可以防蛀1。2.藥物的相互作用由于絲織品材料由纖維放蛋白組成，許多霉菌可以通過胞外蛋白水解酶催化，將它們水解成短肽，短肽在肽酶作用下進(jìn)一步被水解為小分子氨基酸。氨基酸是霉菌良好的碳源，碳源和氮源容易被霉菌吸收利用。一般真菌分解蛋白質(zhì)的能力強(qiáng)，并能分解天然蛋白質(zhì)。微生物在絲織文物上生長，使文物質(zhì)地發(fā)生變化，強(qiáng)度下降。防止絲織品文物生蟲長霉的有效方法是控制好收藏文物的房間內(nèi)的氣候環(huán)境，如適宜的溫度、相對濕度和潔凈的空氣等。若微生物已廣泛蔓延，應(yīng)當(dāng)立即消毒滅菌?？捎糜诮z綢防霉殺蟲的藥物有多種，如：五氯酚鈉、多聚甲醛、醋酸苯汞、麝香草酚、環(huán)氧乙烷、PM防霉劑和環(huán)氧乙烷。(1)PM防霉劑。PM防霉劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為：PM防霉劑為淺灰色或奶黃色結(jié)晶或結(jié)晶性粉末，熔點(diǎn)155-158℃（分解），溶于水，微溶于甲醇、乙醇。性能穩(wěn)定，見光不易分解，不具吸濕性，水溶液PH值為4-6。PM防霉劑抗菌效果優(yōu)異，抗菌譜廣，低毒，是目前國內(nèi)外新開發(fā)的防霉劑佳品之一。它對真菌和細(xì)菌顯示出良好的殺死或抑制作用，其最低抑制濃度（MIC）為0.5-50ppm。方法是：配制0.03%PM劑水溶液，噴于絲織表面后陰干收藏。(2）環(huán)氧乙烷（）。亦是常用的熏蒸劑，它滅菌譜廣，穿透性強(qiáng)，沸點(diǎn)低，揮發(fā)快，效果可靠，對絲織品文物的強(qiáng)度、顏色均無腐蝕損害。它對各種微生物的殺滅作用都很強(qiáng)，即使是抵抗力強(qiáng)的芽孢也能被殺滅，且使細(xì)菌再無復(fù)活的能力。滅菌機(jī)理是：由于環(huán)氧乙烷化學(xué)性質(zhì)很活潑，在常溫下，能同許多重要的有機(jī)物質(zhì)，如氨基酸、蛋白質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，可與蛋白質(zhì)的巰基（-SH）、羥基（-OH）、氨基（-NH2）和羧基（-COOH）起作用，取代各基團(tuán)上的活潑氫原子，生成含羥乙基（-C2H4OH）的烷基化合物，從而阻止了微生物酶許多正常的化學(xué)反應(yīng)，使微生物新陳代謝發(fā)生障礙而死亡。環(huán)氧乙烷滅菌的最佳溫度為54.4℃，最佳相對濕度為25-50%。在5-54℃范圍內(nèi)，溫度增高10℃，滅菌效果將提高2.7倍。故提高溫度，可大大縮短消毒、滅菌時間。溫度、濕度變化對絲織品有損害，一般應(yīng)在室溫和環(huán)境濕度適宜的條件下進(jìn)行，環(huán)氧乙烷與二氧化碳的混合氣體為1∶9（體積比）。3.古代絲織品的光穩(wěn)定性能可見光的輻射，大大地促進(jìn)了古代絲綢的老化。近來年，各類紫外線吸收劑相繼出現(xiàn)，但已確證可用于古代絲綢的保護(hù)并不多見。對古代絲綢有保護(hù)作用的試劑一般有以下幾種作用機(jī)理：(1）將“能”源與被保護(hù)的絲綢隔開，以減少外力的“施”能作用，降低引發(fā)反應(yīng)的幾率，如光屏蔽劑。(2）將能量吸收掉，即將來自“能”源的熱或光吸收掉，例如紫外線吸收劑、自由基捕捉劑等。(3）將老化反應(yīng)中高能態(tài)物質(zhì)的能量降低，阻止反應(yīng)的進(jìn)行，如碎滅劑、自由基捕捉劑等。理想的保護(hù)劑應(yīng)具備如下幾個主要性能：(1）能夠有效地消除或消弱紫外光的破壞作用，而被保護(hù)物質(zhì)的其他性能沒有影響。(2）紫外光吸收劑本身具有優(yōu)良的光穩(wěn)定性，不被光能破壞。(3）對可見光的吸收低，不著色，不變色。(4）熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好。紫外光防護(hù)劑品種眾多，用于古絲綢保護(hù)時以下三種防護(hù)劑較為理想。(1)UV-531。UV-531即2-羥基-4-正辛氧基二苯酮，為淡黃色結(jié)晶粉末，密度（25℃）1.16，溶點(diǎn)為46-49.5℃，與樹脂的混溶性良好，在溶液中的溶解度（25℃，g/100g溶液）：苯為72.2,95%乙醇為2.6，丙酮為74.3。本品揮發(fā)性低，低毒，由2,4-二羥二苯甲酮和正辛基氯合成而得，能吸收300-375nm的紫外線。其作用機(jī)理：UV-513本身受輻照后產(chǎn)生自由基，這一自由基與絲織品受輻照后產(chǎn)生的自由基相結(jié)合，抑制了鏈反應(yīng)過程的鏈增長反應(yīng)，起到保護(hù)絲織品的作用。方法：采用1%UV-531的丙酮溶液噴涂。(2）蘆薈。蘆薈是從蘆薈葉的粘液中提取的白色粉末狀固體，易溶于水及有機(jī)溶劑。其化學(xué)成分主要為蘆薈素類的蒽醌衍生物和蘆薈類的苦味配糖物及樹脂。(3）苯并三氮唑（BTA）。笨并三氮唑是一種無色或淡黃色絮狀結(jié)晶。無嗅，溶點(diǎn)為95-98℃，在溫度98-100℃時升華。可溶于水，其水溶液的值PH為5.5-6.5。在極性溶液中溶解度較大，在鹵素和石油系列溶劑中溶解度較小。易溶于乙醇等有機(jī)溶劑。苯并三氮唑的酸性溶液不夠穩(wěn)定，但堿性溶液穩(wěn)定性較好。大氣中溫度在100℃以下一般穩(wěn)定，加熱到100℃以上時，則可能分解出苯胺、硝基苯等有毒性化合物。苯并三氮唑味苦，對鼻子粘膜會引起微小的刺激。蘆薈和苯并二氮唑的