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第３７卷第２期文物保护与考古科学Ｖｏｌ.３７ꎬＮｏ.２

２０２５年４月ＳＣＩＥＮＣＥＳＯＦＣＯＮＳＥＲＶＡＴＩＯＮＡＮＤＡＲＣＨＡＥＯＬＯＧＹＡｐｒꎬ２０２５

文章编号:１００５１５３８(２０２５)０２００２７１０

ＤＯＩ:１０.１６３３４/ｊ.ｃｎｋｉ.ｃｎ３１－１６５２/ｋ.２０２３１２０３１１３

古代蚕丝的热分析动力学研究

１ꎬ２２ꎬ３

龚钰轩ꎬ李政

(１.北京科技大学科技史与文化遗产研究院ꎬ北京１０００８３ꎻ２.中国科学技术大学先进技术研究院ꎬ安徽合肥２３００３１ꎻ

３.复旦大学文物与博物馆学系ꎬ上海２００４３３)

摘要:选取南宋、战国丝织品作为研究对象ꎬ以现代丝绸作为参照ꎬ通过扫描电子显微镜对样品的微观形貌进行

观察ꎬ同时基于热分析动力学原理对样品进行热重分析ꎬ利用Ｆｌｙｎｎ－Ｗａｌｌ－Ｏｚａｗａ(ＦＷＯ)、Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ－Ａｋａｈｉｒａ－

Ｓｕｎｏｓｅ(ＫＡＳ)、Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ三种动力学模型计算了蚕丝的动力学参数ꎬ并对相关热力学参数做了求解ꎮ本研究将热分

析动力学方法引入丝织品文物的劣化研究中ꎬ考察了现代蚕丝和古代蚕丝动力学与热力学参数之间的差异ꎬ以活

化能、活化焓和活化吉布斯自由能为特征量表征了丝织品的热稳定性、劣化状态和化学特性ꎬ对于揭示丝织品文物

劣化机理和评估劣化程度具有参考价值ꎬ并为预测丝织品文物寿命提供了理论指导ꎮ

关键词:蚕丝ꎻ热降解ꎻ热分析动力学

中图分类号:Ｋ８７文献标识码:Ａ

[４][５－６][７－８]

丝素蛋白膜、聚乳酸、纤维素等ꎮ例如ꎬ

０引言

Ｌｉｕ采用Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ、Ｏｚａｗａ和Ｖｙａｚｏｖｋｉｎ模型计算了

丝织品文物是古代文明重要的实物载体ꎬ对研中国和泰国家蚕丝素膜热分解过程的动力学参数ꎬ

究古代生产技术、经济贸易、文化交流等具有重要意探讨了其热稳定性机理和氯化钙浓度对膜材料热分

义ꎮ蚕丝作为丝织品的主要原料ꎬ极易受到外界环[９]

解过程的热力学影响ꎮＴｅｓｆａｙｅ研究了丝素纳米

境影响而发生降解ꎬ这使得多数丝织品文物在经受晶体(ＳＮＣｓ)对聚乳酸(ＰＬＡ)热稳定性的影响ꎬ并通

墓葬埋藏或长久保存之后变得非常脆弱ꎬ严重影响过热分析动力学对复合材料活化能进行估算ꎬ认为

了文物的价值ꎬ不利于后期的研究和展示ꎮ温度是[１０]

β折叠结构在ＰＬＡ中的分布提高了其热稳定性ꎮ

影响丝织品文物劣化的重要因素之一ꎬ温度变化会然而ꎬ将热分析动力学应用于丝织品文物的研究尚

使蚕丝纤维发生扩张或收缩从而导致丝织品强度发未见报道ꎮ现有关于丝织品文物的热分析研究主要

生变化ꎻ且温度升高会为化学反应提供能量ꎬ加速丝通过采用热重分析、差示扫描量热法对丝绸样品的

织品的劣化过程ꎬ影响文物的寿命ꎮ因此ꎬ对于蚕丝一些特征温度如初始分解温度、最快分解温度等做

热性能以及热分解过程的研究对丝织