膠結材料在彩繪類文物保護修復中的應用案例

蘭德省

（陶質彩繪文物保護國家文物局重點科研基地，陜西 西安 710600）

中國古代的彩繪類文物，如各種陶質彩繪、壁畫、古建筑彩繪等，都是文化藝術的瑰寶，是人類文化遺產的重要組成部分，承載著重要的歷史、藝術和科學信息。千百年來，隨著環境的變遷、自然災害的破壞，這些文物彩繪發生了多種病害，如風化褪色、起甲脫落、酥粉、滋生霉菌、黏結土銹等，給其歷史、藝術、科學價值造成了不可估量的損失，亟待科學的保護修復。

膠結材料是彩繪類文物的關鍵成分之一，在現代的彩繪保護修復中，要對彩繪采取表面清洗、回帖加固、滲透加固、局部補全、表面封護等一系列措施，同樣需要以高分子黏合劑作為主要膠結材料。本文精選若干膠結材料即高分子黏合劑在彩繪保護修復中的應用實例，以期為正在進行彩繪類文物保護修復提供參考。

1 丙烯酸酯類

丙烯酸酯類共聚物成膜性好、膜多呈透明狀，并具有非潤濕性、干化時間短、黃化率低、黏附力大、機械強度可控等特點，是目前應用范圍最廣泛的一類文物保護加固材料。20世紀60年代初，丙烯酸類樹脂開始用于古代壁畫的保護。隨著保護科學的不斷發展，保護工作者先后篩選出了多種丙烯酸類材料。在壁畫保護的實踐過程中，這些材料以固體顆粒、無定形粉末的形態溶于相應溶劑中，配制成一定濃度的溶液使用，如Paraloid B-72和Primal AC33；或通過乳液聚合將其制成乳液使用，如Primal SF-016。

1.1 Paraloid B-72（B-72）

丙烯酸樹脂Paraloid B-72是一種廣泛用于文物保護的高分子聚合物材料。B-72化學性質穩定，且具有可逆性，在文物保護領域主要用于滲透加固木器、漆器、石器、陶器、青銅器等質地文物，或作為金屬類文物的表面封護材料。由陶氏化學下屬的羅門哈斯公司生產的一種通用型熱塑性人工合成樹脂，由70%的甲基丙烯酸乙酯和30%的丙烯酸甲酯共聚形成的一種聚合物（PEMA/PMA）[1]。

郭宏等在廣西富川百柱廟建筑彩繪的保護修復研究中，通過現場實驗，確定用3%的B-72丙酮溶液可使彩繪的滲透性、均勻性、加固強度都達到對彩繪文物的修復要求，加固后彩繪的顏色較前鮮艷、明亮；陽光能直接輻射到部分，彩繪表面封護應選用1%的B-72丙酮溶液，以噴霧法進行保護[2]。

李寧民等人在天水伏羲廟先天殿外檐古建油飾彩畫保護修復工作中，地仗層和彩繪層的滲透加固選用B-72丙酮溶液作為加固劑；在全部清洗加固完之后，采用2%的B-72丙酮溶液整體噴涂封護[3]。

在洛陽關林49號、50號唐墓壁畫揭取及思考研究中，楊蕊等人使用了3%～5%的B-72丙酮溶液，對壁畫進行了初步的加固，在壁畫細小碎裂和酥堿粉化的地方予以噴涂。但對地仗層里的白灰酥松結構，單純涂刷不見效果，后采用打針的方法，將B-72丙酮溶液一針一針地注射進酥松層內，工作時一小塊一小塊依次進行加固處理，所用溶液應先稀后濃[4]。

在戶外實際使用過程中，B-72受到外界因素尤其是紫外線的輻照，容易發生老化變質，針對此，王麗琴等人在對長安區西北大學新校區M1墓壁畫、西安長安區西大校區貝國太夫人任氏M108墓壁畫殘片進行了表面保護的工作中，通過在材料中加入紫外吸收劑UV326對B-72進行改性，改性材料經過保護處理的顏料畫面膠粘強度高，未出現顏料脫落、顏色褪去等現象，改性保護材料起到了保護壁畫的作用[5]。

龔德才等人在常熟彩衣堂彩繪保護研究中，為了達到彩繪經加固后，彩繪的色彩不能有任何改變、表面不形成反光膜，加固劑有良好的耐光、熱老化和防污性能等要求，采用了在1%的B-72的配方中加入了紫外線吸收劑UV-9、木材中油溶性成分固定劑PM-1、防污劑SL等添加劑[6]。

秦俑彩繪保護團隊在多年的保護修復研究中，采用了以下修復工藝成功地回帖了彩繪秦俑：①用30%PEG200+5%Rhoplex MC-76（丙烯酸乳液）對生漆層及顏料層聯合加固保護，用30%PEG200+3%MC-76+67%去離子水（2～3 d）；60%PEG200+5%MC-76+35%去離子水（2～3 d）；80%PEG200（2 d）；分別對俑體殘留彩繪層、土層殘留彩繪進行保護性加固，恢復其延展性及結構強度（圖1）；②以Paraloid B-72（乙烯甲基丙烯酸酯／甲基丙烯酸酯）乙酸乙酯溶液為載體，恢復彩繪層與俑體之間的附著力，之后清理泥土附著物，達到延長彩繪壽命的目的。在回帖過程中要嚴格把控B-72乙酸乙酯溶液濃度及其用量；③對彩繪層及彩繪層相對應的俑體部位均勻涂刷B-72乙酸乙酯溶液待干后，用小噴壺霧化乙酸乙酯溶液對彩繪層及彩繪層相對應的俑體部位，均勻噴涂適量的乙酸乙酯溶液并迅速回帖土塊，輕按至B-72乙酸乙酯溶液完全固化，直到恢復彩繪層與俑體之間的附著力為止；④以30%PEG200作為漆底層回軟劑，以Paraloid B-72乙酸乙酯溶液作為回帖黏結劑，濃度小于或等于20%（圖2）[7]。

1.2 Primal SF-016

Primal SF-016是一種純丙烯酸樹脂分散體，具有優良的耐候性、耐粉化與色素結合能力。

楊蕊在北宋富弼墓壁畫的揭取及修復保護中，掲取壁畫后修復，除了在顏料封護中使用B-72作為護封劑之外，其他加固措施均使用Primal SF-016作為加固劑：①對地仗層碎裂、脫落局部加固中，使用20%～40%的Primal SF-016水溶液刷涂加固；②對背部邊緣脆弱、強度小的地方，使用1:1的純的Primal SF-016膠和石灰漿液刷帖小塊紗布加固；③使用Primal SF-016和細沙配制成砂漿作為隔離層材料[8]。

秦俑彩繪殘片的加固，對于無漆底層的彩繪導，用3%～5%～10%的Primal SF-016水溶液，將比較脆弱的彩繪層進行梯度式整體滲透加固，效果明顯（圖3）。

1.3 Primal AC33

Primal AC33是甲基丙烯酸甲酯與丙烯酸乙酯的共聚物（60:40 w/w），具有水溶性、極少產生眩光、再處理簡單的特點。

馬楠等人在曲阜孔廟啟圣祠彩畫的保護修復實驗中，對空鼓部位的回帖，采用了借助熱蒸汽導入化學試劑的方法，使用70%的AC33溶液粘接，較好地完成了空鼓部位的回帖[9]。

在南京堂子街太平天國壁畫再保護工作中，嚴靜等人使用Paraloid B-72和Primal AC33對壁畫進行加固回帖。選用4%、8%的Paraloid B-72乙酸乙酯溶液對起甲、開裂部位進行了回帖；選用50%Primal AC33水溶液對一般性空鼓進行了回貼，對較大的空鼓，采用Primal AC33+石粉混合物進行灌漿處理；選用50%Primal AC33、沙子+石灰膏制作的填補材料對畫面缺失部位進行了再處理；選用2.5% Paraloid B-72以及3% Primal AC33對畫面進行了表面封護[10]。

在秦俑的彩繪保護修復中，采用了30%聚乙二醇（PEG200）與5%Primal AC33聯合應用，以點涂和浸潤的方法對起翹和脫落的彩繪進行加固；用脫脂棉吸取2.5%AC33+30%PEG200混合水溶液間隔日本紙對大面積的彩繪層進行敷蓋加固2～3 d；同樣的方法用60%PEG200和80%PEG200進行滲透，更好地保護彩繪層[11]。

周麟麟、蘭德省、容波等人在加固保護山東青州香山漢墓出土的彩繪陶馬時，對于不含有機底層的彩繪陶器，采用噴涂2%～5%的B72乙酸乙酯+乙醇溶液或3%的RHOPLEX N-580（丙烯酸乳液）進行彩繪加固處理（圖4）。

1.4 三甲樹脂

三甲樹脂由甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸丁酯（BMA）、甲基丙烯酸（MA）和丙烯腈（4%左右）共聚而成，簡稱三甲樹脂。一般制成品含固體量為50%。馬洪星, 吳曉靜在邯鄲灣漳北朝墓壁畫的初次保護與修復研究中，使用了濃度為3%～5%的三甲樹脂丙酮溶液對壁畫表面進行預加固處理，然后貼附使用5%～10%的三甲樹脂丙酮溶液黏結的紗布進行壁畫掲??；使用10%的三甲樹脂丙酮溶液對白灰地仗層進行了加固[12]。

2 二硅酸乙酯類

硅酸乙酯是目前研究較多的一種有機硅保護材料。硅酸乙酯實施保護時需要一定的水分，首先與濕氣反應，然后凝聚反應。目前主要用于磚石質文物、陶、土等硅酸鹽質多孔文物的加固和部分新出土潮濕地區的壁畫加固。經過水解、縮聚，生成膠態的硅在巖石的孔結構中沉積，從而起到加固作用。實際應用中硅酸乙酯水解一般需要催化劑[13]。

目前在文物修復中用得最多的硅酸乙酯為Remmers300（德國產），化學成分為正硅酸乙酯，是一種無色透明、滲透性非常好的加固劑，可加固砂巖、磚瓦、黏土類文物。容波等人在北魏彩繪砂巖佛教造像的保護修復中，使用60%的Remmers300在預留表面彩繪層等重點部位，用棉花滲敷法、注射器注射法、毛筆涂刷法及滴管滴滲等方法進行多次加固處理。這樣反復幾周，使加固材料盡量滲入到較深層次，達到最好的加固效果[14]。

王麗琴等人采用Remmers300對重慶大足北山136窟的五百羅漢進行了加固處理，效果良好[15]。Remmers300正硅酸乙酯在石灰巖中的滲透深度超過15 mm，而在同樣條件下，Paraloid B-72的滲透深度為23 mm。

楊雋永等在印山越國王陵墓坑邊坡化學加固實驗研究中，采用正硅酸乙酯原液與無水乙醇體積比為1∶1的稀釋液，選擇局部巖壁進行化學加固實驗?；瘜W加固方式主要為針管注射、吊瓶滴注以及表面噴淋等。①對于嚴重風化的表層部位噴淋正硅酸乙酯若干遍；②對于巖體表面裂隙，采用針管注射或者吊瓶滴注正硅酸乙酯進行加固。室內實驗結果顯示：經過正硅酸乙酯加固的巖石試塊,其外觀狀態改變最小，而且單軸抗壓強度和耐水性能有所提高，此外正硅酸乙酯的滲透性能也優于其他材料[16]。

3 乙烯基類

在陶質彩繪文物保護中用到的乙烯基類高分子材料主要有聚乙烯醇縮丁醛、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯等，都可以單獨或于其他材料復配使用。聚乙烯醇縮丁醛溶于乙醇溶液，無色透明，穩定性好，耐水性強；聚乙烯醇易溶于水，溶解溫度-75～80℃，粘接性強、成膜柔韌性、耐油性、耐溶劑性，應用于文物的加固和粘接[17]。

孫曉強在明代廖妃墓出土的彩陶文物保護中，運用了聚乙烯醇5%水溶液、聚乙烯醇縮丁醛5%乙醇溶液、聚乙烯醇+聚醋酸乙烯酯乳液5%水溶液3種材料，分別測試對彩繪陶片的固色效果，發現聚乙烯醇+聚醋酸乙烯酯乳液處理過后，各顏料黏合較牢固[18]。

李鋼對嚴重腐蝕的東漢陶馬風化、酥松、掉粉、起層部位采用5%～15%聚醋酸乙烯酯、D-801、GPS-53陶瓷加固[19]。

張歡等在清理彩繪陶器覆土時，為避免顏料隨覆土一同脫落，采用先加固、再清理的工序。先用具有溶劑可逆性的加固材料對彩繪層連同覆土一起做滲透加固，以恢復彩繪層與陶體間的黏結力，再利用加固材料的可逆性，用溶劑溶解覆土中的加固材料，同時配合機械方法清理覆土。加固材料為聚乙烯醇縮丁醛的乙醇-甲苯溶液[20]。

4 動植物膠（天然高分子材料）

天然高分子材料是人類最早使用并一直延續至今的材料，也是文物保護中最傳統的加固劑，傳統材料來源于天然動植物，具有對人無害、環境友好等優點，對古建筑彩繪也是安全可靠的。常見的有明膠、骨膠、桃膠等。

(1)明膠：明膠以動植物皮或骨加工而成，溶于熱水，這種材料具有無色無味、無毒無腐蝕、無眩光、透明度高、透氣性好、黏結強度適中和兼容性好的特點，并且具備可再修復的條件。盧秀善在天梯山石窟壁畫病害及其修復研究中報道，針對武威天梯山壁畫殘塊的病害特征，篩選出傳統繪畫黏結材料明膠（動物蛋白型），作為修復顏料層起甲、粉化、酥堿病害的材料。具體實施為：用注射器將配制好的0.5%的明膠溶液從裂縫處開始注射滴滲；再沿起甲裂口處注射到起甲壁畫背部，使之與地仗黏合，整體滲透一遍后；再用1%明膠溶液按順序重復注射滴滲多遍[21]。

龔德才報道了明膠在江蘇常熟嚴吶宅明代彩繪的保護應用，使用白及和明膠加固液加固彩繪，彩繪層不發黑，無觸摸掉色現象[22]。

(2)桃膠：是我國古代壁畫顏料最常用的調和膠料之一，是桃樹自然分泌出的樹油經過化學手段制成。其主要組成多為一些大分子糖類。李曼等人在河北磁縣北宋墓葬壁畫保護與修復研究中，采用切割磚體及料疆石的方法，即將畫面層、地仗層及部分支撐體整體取回室內。采用皮紙與紗布貼合的方法進行壁畫畫面的整體加固，黏結劑采用桃膠溶液。將調制好的桃膠溶液涂刷在皮紙上，將皮紙貼到壁畫表面后，用羊毛刷輕輕壓平，確保皮紙與壁畫之間貼合緊實無氣泡；之后采用電鎢燈進行烘烤。待桃膠固化后，再刷一層桃膠，貼紗布，用鬃刷對紗布進行反復拍打，確保紗布完全貼合無氣泡[23]。

5 結束語

(1)丙烯酸酯類、硅酸乙酯類、動植物膠等膠結材料在彩繪類文物保護修復中應用廣泛，根據保護對象的特點、病害程度及環境條件，采用不同的方法和工藝更好地加固彩繪層。

(2)丙烯酸酯類加固材料應用于彩繪文物后，會在基體表面或內部形成連續的膜，從而起到表面封護及內部加固的目的。

(3)天然材料在耐候性、耐霉菌性等方面與現代合成材料有所差別，但用來保護修復彩繪類文物，需要開展保護材料與修復效果的綜合研究。通過對目前應用的多種材料的各種性能、修復效果及老化性能的科學測定、評比篩選，評價各種材料對彩繪保護所具備的優缺點。

(4)利用先進的測試分析手段，對古建筑、石窟、墓室內的溫度、濕度、光照等環境因素，壁畫地仗層及泥土層結構，出土彩繪類文物的彩繪層加固材料、水及礫巖礦物鹽類對修復材料性能的影響等進行研究；建立科學的彩繪文物保存環境體系。

（致謝：對中國文化遺產研究院詹長法老師、馬菁毓老師，河北科技大學牛春梅老師為本文提供的指導和幫助，深表感謝。）