[發明專利]文物的高分子保護材料水和鹽溶液吸附性能的測試方法

在審

• 申請號: 201711395903.4
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108181349A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 和玲;賈孟軍
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

文物的高分子保護材料水和鹽溶液吸附性能的測試方法，石英微晶天平利用壓電效應即在石英表面加上電位差，引起石英晶體的機械形變，若使用交變電場，則會在晶格內引起機械振蕩；振蕩的頻率為晶體的固有頻率當與振蕩電路頻率一致時便產生共振，振幅急劇增加；當石英晶體表面吸附有物質時，質量變化會引起諧振頻率f的變化，且當晶體表面吸附層很薄、均勻且為剛性時，晶體諧振頻率的下降與其表面吸附的質量成正比；測試Δf曲線的變化便可以知道吸附或解吸物質的質量，本發明具有方便快捷，靈敏度高，實驗結果準確等優點。

技術領域

本發明涉及一種高分子材料的水和鹽溶液吸附性能測試方法，特別涉及一種文物的高分子保護材料水和鹽溶液吸附性能的測試方法。

技術背景

“文物”是人類社會歷史發展進程中遺留下來的、由人類創造或者與人類活動有關的一切有價值的物質遺存的總稱。文物具有自然屬性(或物質屬性)和社會屬性。文物的社會價值是附加在材料物體本身上的特種價值，是文物的基礎。但是有些文物由于長期受自然因素的影響而風化，尤其是水和鹽溶液等的遷移造成文物基體出現巖粒脫落或塊體斷裂等病害，需要采用合適的疏水性加固保護材料進行防水加固處理。目前常用的文物保護疏水性加固材料有paraloid B72、聚甲基丙烯酸甲酯和含氟材料及近年來新合成的含硅基有機無機雜化材料等。這些保護材料的防水性能如何，與基體的結合性怎樣，是一個較難表征的問題。

而目前保護材料疏水性能多采用靜態水接觸角測量儀測量保護涂層表面水滴的接觸角、滾動前進后退角等來表征，但是這種靜態的接觸角測試只能表征短時間內保護涂層表面水的狀態，而很多保護材料膜的靜態水接觸角在初期是很大的，但是當水滴停留一段時間后，可能會改變保護膜表面從而吸附水滴(液滴)進入膜層內部，無法達到防水效果，因此使用靜態水接觸角儀只能用來確定保護涂層對水滴(液滴)的瞬間親疏性能，無法準確地測定出該保護涂層的長期防水(鹽溶液)效果，也無法判斷保護涂層對水和鹽溶液的真實吸附作用因此在評估保護涂層的實際應用效果時是不準確的。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺陷，本發明的目的在于提供一種文物的高分子保護材料水和鹽溶液吸附性能的測試方法，利用石英晶體的壓電效應，當石英晶體表面吸附有物質時，質量的變化引起諧振頻率f的變化，因此利用石英微晶天平測試保護涂層對水和鹽溶液的吸附作用，當晶體表面吸附層很薄、均勻且為剛性時，晶體諧振頻率的下降與其表面吸附的質量成正比，本發明具有方便快捷，靈敏度高，實驗結果準確等優點。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：

文物的高分子保護材料水和鹽溶液吸附性能的測試方法，包括以下步驟：

一、芯片的清洗

金芯片：用四氫呋喃THF或氯仿CHCl₃浸泡芯片5min后用去離子水沖洗完全，再配置清洗液，清洗液為純水：25％氨水：30％過氧化氫體積比＝5:1:1，75℃下浸泡芯片10min，停止加熱后繼續浸泡5min，用一次性針管吸取無水乙醇沖洗芯片正面后，氮氣吹干備用。

硅芯片：2％SDS洗液，超聲清洗10min或者室溫浸泡30min，用四氫呋喃THF或氯仿CHCl₃浸泡芯片5min后用去離子水沖洗完全，用一次性針管吸取無水乙醇沖洗芯片正面后，氮氣吹干備用；

二、樣品的制備

使用四氫呋喃THF或氯仿CHCl₃作為分散劑配制成質量分數為3％的溶液，取上述配制好的3％的溶液滴涂于已清洗好的金芯片或硅芯片正中心，室溫下放置24小時，待分散劑揮發完全后，放置于50℃真空干燥箱中24小時，取出備用。

三、保護涂層吸附性測試