聚乙二醇在棺木上的初期保护

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2023-12-01 15:51 来源:湖南考古

聚乙二醇(Polyethylene glycol,简称PEG)是一种高分子聚合物,由环氧乙烷与水或乙二醇逐步聚合而成,具有良好的水溶性、保湿性、加固性,且化学性质稳定易储存,在木材的保护中具有经济简便,尺寸收缩率低的优点,是一种广泛应用于木材保护的化学试剂(图一)。其化学分子式为HO(CH2CH2O)nH,因分子量不同而性质形态也不同,低分子量聚乙二醇在木材保护中渗透性好但强度低,用于保护初期的渗透置换脱水,高分子量聚乙二醇强度高但渗透效果较差,用于保护后期的加固定型;常温下聚乙二醇分子量为200~600时是无色无味粘稠状液体,分子量在600以上则逐渐由半固体状变至浅白色蜡状固体或絮片状石蜡,或流动性粉末;随着分子量的提高,聚乙二醇的吸水性和有机溶剂的溶解度相应下降,而凝固点、相对密度则相应提高。

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图一 聚乙二醇

图二 棺木

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图三 棺盖

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图四  背负式电动喷雾器

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图五 雾喷棺身

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图六 棺木颜色逐渐变深

以常德汉寿老坟山墓群出土M443棺木(图二)为保护对象,棺木长约2.70米,宽约1.2米,棺盖(图三)宽约0.95米,厚约0.25米。棺木在地下埋藏数千年,受环境、地下水、微生物、土壤酸碱度及棺木本身质地影响,从表面看整体保存较好,颜色较深且含水率高,但内部结构强度低,木质较朽,有开裂缝隙,因此必须对棺木进行脱水加固。棺木初期保护工作主要是置换脱水,使用试剂主要是低分子量聚乙二醇即聚乙二醇200、聚乙二醇400、去离子水;使用工具有量杯、保湿薄膜、塑料膜、丁腈手套、背负式电动喷雾器(图四)、记录本等。使用背负式电动喷雾器在棺身表面雾喷(图五)低分子量聚乙二醇溶液,棺盖则使用先雾喷再浸泡的方式进行初期保护。通过观察棺木对溶液的渗透情况调整聚乙二醇浓度。

保护初期使用聚乙二醇200,自低浓度20%开始梯度增加至高浓度,用背负式电动喷雾器对棺木全面雾喷,再使用保湿薄膜贴敷棺木,使棺木渗透保湿,然后用塑料膜将整个棺木裹盖。棺木的整个保护流程详细记录在册,一定时间后使用聚乙二醇400自低浓度至高浓度雾喷棺木并观察棺木变化情况。 

使用聚乙二醇保护棺木初期具有渗透周期较长,置换过程中随着时间的推移棺木表面颜色逐渐变深(图六),失去棺木原始颜色等特征;同时吸湿性较高,可能出现棺木因二次吸湿而导致开裂等现象。后期我们将继续关注聚乙二醇对棺木的保护效果。

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