在书画装裱浆糊中添加水性氟碳乳液和二氧化硅的可行性研究

[摘要]浆糊作为传统书画装裱的主要粘接剂，其性能的优劣、质量的高低直接影响书画装裱的成败及裱件的质量、保存时间的长短。我国自古就有在书画装裱浆糊中添加某种物质来改变浆糊性能的做法，为了了解和弄清古人此做法的目的，依据水性氟碳乳液和二氧化硅的特性，本文通过在书画装裱的浆糊中添加不同比例的水性氟碳乳液和二氧化硅，以其对书画装裱浆糊的粘度、酸度、装裱后裱件的强度、老化速度等的影响为主要研究内容。结果表明，在浆糊中添加水性氟碳乳液的比例越大，浆糊的PH值越大、裱件质地越硬。相反，添加二氧化硅的比例越大，浆糊的粘度也越大，酸度和裱件的柔韧性变化不太明显。

[关键词]浆糊；水性氟碳乳液；二氧化硅；书画装裱

[中图分类号]G264 [文献标识码]A [文章编号]1005-3115（2016）16-0065-03

装裱也叫“装磺、“装池”、“裱背”，是我国特有的一种保护和美化书画以及碑帖的技术，它是伴随着绘画的产生而发展形成的。古人云“三分画，七分裱”，可见装裱对书画的重要性。近年来，随着科技的发展、人们生活水平的提高，以及对传统文化的继承、发展与弘扬，传统书画装裱技术和书画修复越来越受人们的亲睐。

浆糊作为书画装裱的主要粘接剂，其质量直接关系着装裱作品的优劣和保存时间的长短。浆糊的主要成分是淀粉，容易导致装裱过的书画霉变、虫蛀，为了改变和优化浆糊的粘接强度和防霉防腐能力，古人在制糊的过程中往往加入某种物质。水性氟碳乳液偏碱性、具有优异的耐候性、耐水性、耐污染性，且无毒无害，是一种绿色环保型的高分子材料，而A200型纳米二氧化硅具有增稠性、补强性等特点。因此，本文通过在书画装裱的浆糊中添加不同比例的水性氟碳乳液和A200型纳米二氧化硅，研究其对书画装裱浆糊的粘度、酸度、裱件外观、强度的影响，探究书画装裱浆糊中添加水性氟碳乳液和纳米二氧化硅的可行性。

一、实验部分

（一）实验仪器

MIT耐折度测定仪，电子天平，烧杯，PHS-3C型精密PH计，DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器；真空干燥箱，红外干燥箱，紫外照射灯，NDJ-5S数字旋转粘度计。

（二）实验材料

小麦淀粉，HT-610型水性氟碳乳液，A200型纳米二氧化硅。

HT-610型水性氟碳乳液是特种丙烯酸酯类、特种氟树脂共聚物阴离子型乳白色微带蓝光液体，粘度值为：50～500 mp.s ， PH值为：7～9，作为水性氟碳涂料的主要成膜材料，成膜透明度高，具有优异的耐候性、耐水性、耐污染性、耐化学品性。比其他普通丙烯酸水性乳液性能要强很多，对人体没有危害，对环境没有污染，对砖石建筑表面有极佳的附着力和抗粉化性能。

A200型纳米二氧化硅是一种表面带有大量的羟基和吸附的水分子的纳米粉体材料。粒径小、微孔多、比表面积大、化学纯度高、分散性能好；对紫外光、可见光及红外光反射能力强，具有优越的稳定性、补强性和触变性。因其独特优越的性质广泛应用于涂料、塑料、陶瓷等行业。

（三）实验方法

1.浆糊的制备

称取一定量的淀粉，将淀粉与水按质量：体积=1：3放入烧杯中混合，搅拌均匀，在DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器中盛放一定量的水，加热到70～75℃，并调节温度恒定不变，将搅拌均匀的浆液放入，加热煮沸8～10分钟，不停地搅动至呈透明状，由稀变稠，略呈轻微黄色且能拉起浆丝为佳，取出烧杯，自然冷却。

2.二氧化硅溶液的配制

称取适量的A200型二氧化硅置于干燥洁净的小烧杯中，用量筒量取一定量的蒸馏水放在磁力搅拌器下搅拌均匀。

3.浆糊粘度的测定

粘度是表征流体流动时所受内摩擦阻力大小的物理量，是流体在受剪切应力作用时表现出的特征。浆糊的粘度直接影响裱件是否容易出现起翘、开裂等病变。

按照上文制备稠浆糊的方法，称取70克淀粉、210毫升的蒸馏水制备好稠浆糊，待其冷却后加入280毫升水稀释，搅拌均匀，用200目的筛子过滤使其全部融化，添加不同量的水性氟碳乳液和二氧化硅，采用校正后的NDJ-5S数字旋转粘度计分别测量其粘度，测量三次，取其平均值。

4.浆糊PH值的测定

根据此前制备好的浆糊，分别添加不同比例水性氟碳乳液和二氧化硅，采用校正后的PHS-3C型精密PH计分别测量其PH值，测量三次，取其平均值。

5.浆糊和裱件的外观变化

添加不同比例的水性氟碳乳液和二氧化硅后观察浆糊和裱件的颜色变化。

6.浆糊抗菌实验（只进行了添加水性氟碳乳液的实验）

称取10克淀粉，按照淀粉的质量：水的体积=1：3的比例制备稠浆糊，然后按照3%、5%、7%的比例加入一定量的水性氟碳乳液。同时，称取一定量的淀粉，按照淀粉质量：水+水性氟碳乳液的体积=1：3的比例制备3%、5%、7%的浆糊，并将其分别放入干燥且干净的培养皿中放置在室温下，一周后观察并记录现象。具体制作情况如表1、表2。

7.裱件强度的测定

（1）制备裱件

将实验前准备好的宣纸裁成大小适中并能够满足后期测量需要的尺度，根据书画装裱的技法，将添加不同比例的水性氟碳乳液和二氧化硅的浆糊用排刷均匀地涂在宣纸样上，另取纸样覆盖在有浆糊的纸样上，并用鬃刷排实，不能留有气泡，粘贴在备好的粘有宣纸的木板上，阴干，揭下，即为裱件。

（2）制备纸样

将阴干的裱件根据纸张纤维的纵横裁成规格为1.5厘米x15厘米试样。

（3）强度测量

将制备好的纸样放入耐折度仪的上下夹口处，旋紧固定螺旋，调节拉力为4.9牛，记录纸张的断裂次数，即为纸张的耐折度，纵向和横向各测6次，取其平均值。

8.裱件的老化

主要采用人工老化实验。

原因：由于纸张的老化是多种因素长期作用的结果，其发生变化的时间比较漫长，无法在短时间内得到研究结果，因此，通过模拟加速纸张老化的环境来获取实验的数据，判断纸张耐久性的好坏，推算纸张的预期寿命，确定裱件的保存环境和制定保护方案。

具体方法：将制备好的不同比例同一规格的纸样按纵横向标注清楚，放入紫外、真空干燥老化箱中老化72小时，红外干燥箱中老化2小时。取出后室内放置24小时，测量纸样的耐折度。

二、结果与讨论

（一）浆糊的抗菌效果

浆糊的主要成分是淀粉，为微生物的生长提供了必要的营养物质。而作为书画载体的纸张，其主要成分是纤维素、半纤维素、木质素。微生物的生长分泌的纤维素酶作为纤维素水解的催化剂，加速了纤维素的水解，从而降低了纸张的强度，缩短书画的保存时间。浆糊用于书画装裱其抗菌效果直接影响裱件的抗菌能力，进而决定了裱件的耐老化能力和寿命。

浆糊酸度的高低直接影响着裱件的保存时间。大多书画都是以纸张作为载体，而纤维素是纸张的主要成分，酸作为纤维素水解的催化剂，能电离出氢离子，使纤维素分子中氧桥键（C-O）断裂，从而加速造纸纤维的水解，缩短裱件的保存时间。俗话说“物极必反”，当量的积累达到一定程度时，必然会引起质的变化，从纸张的耐久性来说，PH值越大，碱性越强越好，但碱具有使书画的字迹和墨迹褪色的作用。因此，书画装裱的浆糊pH值要在7.0左右。

对表3和表4作图结果如下图1：

由图1和表3、表4可知：在浆糊中添加水性氟碳乳液和二氧化硅都可以使浆糊的pH值增大；在添加比例相同的情况下，添加水性氟碳乳液后浆糊的pH值比添加二氧化硅后的值大；添加水性氟碳乳液后浆糊的pH值增加速度比添加二氧化硅快。

（二）浆糊粘度的测定结果

对于书画装裱和书画修复以及纸质档案的修复来说，浆糊的粘度必须适中，粘度值越大，胶粘性越强，凝固力越大，既不便使用还会使裱件变形、质地变硬，易霉变。同时，又不易揭裱，影响后期修复工作的开展。但如果浆糊的粘度值太小，胶粘性太差，则浆糊分子容易与水分层沉淀；裱件之间的作用力差，易使其开裂。

由表5及图2、图3可以看出：首先，在浆糊中添加水性氟碳乳液的比例为1%时，浆糊的粘度值最大；添加比例大于1%，浆糊的粘度值随添加比例的增大减小；添加比例在0～1%之间粘度值增幅最大；1%～3%之间降幅最大；大于3%后粘度值缓慢下降。其次，在浆糊中添加二氧化硅后，浆糊的粘度值随添加比例的增大而增大；添加比例在0～5%之间增加速度慢，大于5%后增加速度快。因此，就添加物对浆糊的粘度的影响来说，应选择水性氟碳的添加比例为1%～7%之间；二氧化硅的比例在1%～5%之间。

（三）浆糊的抗菌效果

制作浆糊前和浆糊制作好后添加不同比例的水性氟碳乳液其抗菌效果观察情况如表6：

由表6可知：在浆糊制作好后添加水性氟碳乳液，可以增加浆糊的抗菌效果，且添加水性氟碳乳液的比例越大抗菌效果越好；添加水性氟碳乳液会导致浆糊产生新的菌种；在浆糊制作前加入水性氟碳乳液对浆糊的抑菌效果无任何的改善。因此，若想通过添加水性氟碳乳液来增强浆糊的抗菌效果最好在浆糊制作好后添加。

（四）浆糊及裱件的外观

浆糊的颜色会影响装裱后裱件的外观，良好的修裱浆糊不应该改变裱件的颜色及质地。添加不同比例的水性氟碳乳液和二氧化硅后浆糊和裱件的外观变化，见表7。

由表7可知，添加水性氟碳乳液后浆糊外观变为淡蓝色；添加二氧化硅后浆糊的外观颜色无变化；添加水性氟碳乳液和二氧化硅对裱件的颜色无影响；添加水性氟碳的比例大于7%后裱件的质地变硬。

（五）裱件强度的测定

改变浆糊性能的最终目的就是为了增加裱件的强度、延长裱件的保存时间。因此，裱件的强度是衡量浆糊性能的重要指标。

由表8可以看出，添加二氧化硅后裱件的耐折度有所下降；干热老化对裱件的耐折度影响较大；添加水性氟碳乳液后裱件的耐折度增加，水性氟碳乳液对裱件强度的改变效果良好。

三、结语

通过在书画装裱的浆糊中添加不同比例的水性氟碳乳液和二氧化硅，对浆糊的pH变化、裱件的强度变化、裱件及浆糊的外观变化、浆糊的抑菌效果几个方面的研究，现得出以下结论：

首先，添加水性氟碳乳液和二氧化硅都可以增加浆糊的pH值，在3%～7%时浆糊的酸碱度更适合裱件的耐久性。其次，添加水性氟碳乳液的比例大于1%时会使浆糊的粘度降低，裱件的耐折度增加、对纸张具有加固作用，在制作好浆糊后加入水性氟碳乳液，使浆糊的抗菌能力增强。因此，水性氟碳乳液可以作为浆糊的改性添加剂但不能超过10%，超过后，会使裱件质地变坚硬、浆糊粘度太低。第三，添加二氧化硅后浆糊的粘度迅速增大，就书画装裱的浆糊粘度来说，其添加的浓度应在5%以下，对裱件的外观没有多大的影响。最后，水性氟碳乳液具有很好的耐候性、绿色环保；二氧化硅能够增加浆糊粘度。因此，这两种物质都可以用于浆糊的改性。但水性氟碳乳液的浓度最好控制在1%～7%、二氧化硅的比例在5%以下。

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