新疆出土唐代米绢纱的现状评估

新疆出土唐代米绢纱的现状评估

0丝织品的现状评估阿斯塔纳公墓是一座由唐朝和高昌市居民修建的公共公墓，总面积约10公里。在选择对绢袜的保护方法时,首先对其保存现状进行合理客观的评估。对丝织品进行的现状评估,是寻找保护丝织品文物方法所必须做的先期工作。一直以来国内外学者借用现代纺材领域的测试方法进行丝织品的现状评估,有抗拉强度分析、色差分析、扫描电镜分析、红外分析、黏度测定、X-射线衍射分析、氨基酸分析等。张晓梅本研究利用扫描电子显微镜、热分析、红外光谱分析、氨基酸分析等现代分析方法对阿斯塔纳出土唐代米色绢袜进行现状评估,为后续的保护提供科学依据。1材料和测试测试1.1红外能谱仪仪现代丝绸———电力纺11160(中国丝绸公司),唐代米色绢袜(吐鲁番博物馆),TM3000型扫描电子显微镜(日立),能谱仪器(Quantax70,德国布鲁克),Nicolet6700-Continuμm型傅里叶变换红外光谱-红外显微镜联用仪(Thermo公司),PyrisDiamondTGA仪(美国柏金-埃尔默公司),Waters2695型液相色谱仪(Waters公司)。1.2测试测试1.2.1图像放大电路在台式扫描电镜TM3000(日本日立)下,采集放大倍数为500和2000倍的图像;采用能谱分析仪Quantax70(德国布鲁克),对污染物进行元素分析。1.2.2显微红外光谱测试采用美国热电Nicolet公司的Continuμm红外显微镜进行测试,显微红外光谱技术可不制样直接分析样品。其主机为Nexus-6700傅立叶变换红外光谱仪。检测器为MCT-A中红外检测器(650~4000cm1.2.3热重分析用美国柏金-埃尔默公司的PyrisDiamondTGA仪测定丝织品的热失重曲线,N1.2.4水解、吹干、过滤对样品采用WatersAccQ·Tag氨基酸分析方法进行实验。称取约0.5mg样品,放入水解试管,溶于500mL6NHCl,后边抽真空边封试管口,将样品放于110℃下水解22h。水解后的样品用氮吹仪吹干,-20℃冷冻干燥保藏,直至色谱分析。样品在注射入色谱仪之前,用Millipore公司的0.45μm滤膜过滤,以除去其中的微粒杂质。用美国Waters公司产的氨基酸自动分析仪进行分离及检测。2结果与讨论2.1纤维断裂方式图2为绢袜不同放大倍数的扫描电镜图。从图中可以清晰的看到纤维表面附着着很多结晶物,纤维表面粗糙、结构疏松,且很多纤维出现断裂情况。对结晶物进行EDS分析,发现绢袜污染物中含有大量主要构成碳酸钙、二氧化硅(石英的成分)和有机物的C和O,此外还含有少量的Si(二氧化硅)、Ca(硅钙石)和Al(三氧化二铝,长石的成分)等元素(表1)。2.2结构变化的信息利用红外吸收光谱检测因丝绸老化而导致的分子结构变化的信息。如图3所示,对比现代丝绸和唐代绢袜的红外谱图可以发现,唐代丝绸的多个吸收峰如3378.4cm2.3热分解反应进程热重分析可以测定蚕丝纤维的热稳定性。图4是现代丝绸的热失重曲线(TG)和热失重微分曲线(DTG),图5是唐代绢袜的热失重曲线(TG)和热失重微分曲线(DTG)。从图4和图5可以看出,一般蚕丝纤维的热分解反应分为两个阶段。第一阶段是300~450℃的区域,主要是多肽键中肽键断裂,尤其是C-N键断裂几率最大,这是因为肽键中C-N键能较低。现代样在337.33℃左右时其失重率达到最大值,发生严重的热失重。而文物样绢袜在265.01℃左右时失重率达到最大值,与现代样相比低了72.32℃左右。第一阶段的热分解反应约在400℃结束,此时热失重率为60%左右。第二阶段是400~600℃的区域,现代样在553.86℃左右出现失重小高峰,而文物样在462.85℃左右出现失重小高峰。此时,蚕丝纤维的多肽键中几乎所有的化学键都发生了断裂。文物样绢袜的热分解温度明显低于现代样,这说明古代绢袜的热稳定性差,保存现状堪忧。2.4氨基酸组成对比现代丝绸和唐代绢袜的氨基酸分析结果见表2。蚕丝是由蚕体内绢丝腺分泌出的丝液凝固而成天然的蛋白质纤维,主要含有丝素、丝胶及少量的其他物质。组成丝素、丝胶的α-氨基酸共有18种,主要氨基酸为甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸和酪氨酸等。而蚕有家蚕野蚕之分,野蚕有柞蚕丝、天蚕丝等。不同品种的蚕丝性能上存在一定的差异,性能的不同是由氨基酸组成不同引起的。桑蚕丝丙氨酸含量为30%,柞蚕丝中丙氨酸含量为50%,天蚕丝含量40%,柞蚕丝的色氨酸、组氨酸的储量是桑蚕丝的5倍,而天蚕丝的组氨酸的储量为桑蚕丝的0.5倍。利用这些氨基酸组成的差异可以对蚕丝品种进行鉴定,通过分析,对比表2中现代丝绸和古代绢袜的氨基酸组成可知,绢袜中甘氨酸∶丙氨酸∶丝氨酸的摩尔比是桑蚕丝素的特征比值4∶3∶1,可以推断该绢袜的材质为桑蚕丝织物。此外,绢袜中天冬氨酸和带有大的侧基的酪氨酸、苯丙氨酸含量下降的最快。张晓梅等2.5唐代强调针线的保存方式经上述分析,可知唐代绢袜的丝蛋白发生变性降解,大分子链出现断裂。此时唐代绢袜的保存状况很差,一碰即碎,无法直接对其进行针线修复。为提高绢袜的抗应力应变的能力,在针线修复前可考虑对其进行化学加固,生成新的化学键以达到预期改善应力应变的效果。3纤维断裂和氨基酸体系通过与现代丝绸对比,可以看出唐代绢袜长期受地下环境的影响,形貌发生了明显的变化,纤维表面粗糙、结构疏松,很多纤维出现断裂情况。分子结构发生变化,肽键断裂,热稳定性变差。肽键断裂造成氨基酸含量降低