一种用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料及制备和使用方法

1.本发明属于文物保护材料研究领域，涉及一种用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料及制备和使用方法。


背景技术：

2.贝叶经是一种以棕榈叶片为载体的经文，素有“佛教熊猫”之称，起源于印度，在南亚、东南亚，以及我国的西藏、云南等地多有留存。贝叶经通常是使用贝叶棕叶片，经修割、煮制、搓洗、晒干、通风后，装订、捆扎制成贝叶经匣，再使用铁笔在其上刻写内容，再施加色料使字迹显现(大学图书馆学报,2020,38,91-96)。贝叶经是研究佛教文化、藏族文化的重要载体，具有重要文化和考古价值。然而，经过漫长的历史，贝叶经会在环境因素作用下不可避免的出现脆化、糟朽等病害，变得极为脆弱。急需采取适当的材料对其进行增韧处理，使其恢复柔韧，延续寿命，以便于研究者后续对其进行更深入研究。
3.天然植物精油与贝叶经兼容性好、隐患小，是贝叶经常用的增韧材料(conservation of cultural property in india,1989,22,120-127；studies in conservation,2002,47,15-24)。其中丁香油对于贝叶经增韧具有易吸收、增韧效果好的优点(restaurator,1992,13,37-46)，此外，丁香油也被证明具有优秀的防虫、抗菌和抗氧化性(journal of agricultural and food chemistry,2006,54,6303-6307)。然而，丁香油挥发性强，挥发后易失去增韧效果。


技术实现要素：

4.要解决的技术问题
5.为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料及制备和使用方法。首先配制含有丁香油、离子液体、乳化剂、有机溶剂的油相溶液和含有表面活性剂的水相溶液，再将两种溶液混合后使用超声波破碎仪超声振荡微乳化，最后使用减压蒸馏装置小心地去除有机溶剂，即可制得丁香油/离子液体材料，
6.技术方案
7.一种用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料，其特征在于采用离子液体对丁香油改性，其中丁香油和离子液体的质量比为1:2～3:2。
8.所述丁香油采用市售。
9.所述离子液体采用3-甲基-1-辛基咪唑六氟磷酸盐。
10.一种所述用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料，其特征在于步骤如下：将表面活性剂溶于水中制成水相溶液；
11.步骤1：在有机溶剂丙酮中加入乳化剂混合，在磁力搅拌的同时依次加入离子液体和丁香油，得到油相溶液；
12.在水中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠，充分搅拌形成水相溶液；
13.步骤2：将水相溶液与油相溶液混合超声振荡制成乳液；
14.步骤3：将乳液通过减压蒸馏装置蒸发有机溶剂即制得丁香油/离子液体材料。
15.所述步骤1的磁力搅拌在30℃下磁力搅拌1h。
16.所述步骤2利用超声波破碎仪以200～400w的功率超声波振荡3～5min，将水相/油相混合溶液制成乳液。
17.所述步骤3通过减压蒸馏装置蒸发有机溶剂是在30min内将装置内压力降至200～90mbar，并保持10～20min，令有机溶剂充分蒸发，即得到丁香油/离子液体材料，单次可制备10～15ml。
18.所述步骤3使用减压蒸馏装置之前在30～35℃下加热磁力搅拌。
19.一种所述用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料的使用方法，其特征在于：用于贝叶经表面后，以提高贝叶经的柔韧性，提高指标为原来的弹性模量的150～170％。
20.用于纸质文物、纺织品文物的增韧保护。
21.有益效果
22.本发明提出的一种用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料及制备和使用方法，本发明选取市售的丁香油，利用离子液体“绿色”、无味、不支持燃烧、难挥发的优点，引入离子液体对丁香油改性。采用微乳化技术和溶剂蒸发法，首先将丁香油和离子液体3-甲基-1-辛基咪唑六氟磷酸盐按1:2～3:2的比例混合，在含有乳化剂的有机溶剂丙酮中搅拌均匀制成油相溶液；将表面活性剂溶于水中制成水相溶液；将两种溶液混合，经超声振荡3～5分钟制成乳液。再将上述乳液通过减压蒸馏装置蒸发有机溶剂即可制得丁香油/离子液体材料。该材料稳定性好、挥发率低、成本低。实际应用中发现，丁香油/离子液体材料可有效提高模拟贝叶经的柔韧性，提高至原来的150～170％(以弹性模量为指标)，更重要的是，该材料施加于模拟贝叶经表面后，增韧效果可保持5～7个月。该材料极具商业化前景，可以进一步推广到纸质文物、纺织品文物等文物的增韧保护中。
23.与市售的丁香油相比，本发明提供的丁香油/离子液体材料稳定性好、挥发率低、成本低。该材料实验室规模单次可制备10～15ml。通过应用研究发现，丁香油/离子液体材料可有效提高模拟贝叶经的柔韧性，可以提高至未增韧的150～170％(以弹性模量为指标)。此外将施加材料处理后的模拟贝叶经样品在恒温恒湿气候箱中加速老化5～7个月，模拟贝叶经样品仍能保持柔韧，为未增韧的140～160％，相比之下丁香油已经挥发失去了增韧效果。
具体实施方式
24.现结合实施例对本发明作进一步描述：
25.本发明提供了一种丁香油/离子液体材料及其制备方法，主要由以下步骤来制备：
26.步骤1，配制油相和水相溶液：在25ml有机溶剂丙酮中加入25～35mg乳化剂山梨坦单硬脂酸酯(司盘60)，磁力搅拌的同时依次加入0.2g离子液体3-甲基-1-辛基咪唑六氟磷酸盐、0.1～0.3g丁香油(市售)，继续在30℃下磁力搅拌1h，使各组分充分溶解形成均匀的油相溶液；在50ml水中加入16～20mg表面活性剂十二烷基硫酸钠，充分搅拌形成均匀的水相溶液。
27.步骤2，微乳化：将水相溶液加入到油相溶液中，利用超声波破碎仪以200～400w的
功率超声波振荡3～5min，将水相/油相混合溶液制成乳液。
28.步骤3，有机溶剂蒸发：将上述乳液在30～35℃下加热磁力搅拌，使用减压蒸馏装置，在30min内将装置内压力降至200～90mbar，并保持10～20min，令有机溶剂充分蒸发，即可得到丁香油/离子液体材料，单次可制备10～15ml。
29.实施例一：
30.将0.1g市售的丁香油、0.2g离子液体、25mg乳化剂司盘60在25ml有机溶剂丙酮中以30℃磁力搅拌1h充分混合均匀，制成油相溶液；将16mg表面活性剂十二烷基硫酸钠在50ml水中充分溶解，制成水相溶液。在磁力搅拌的同时将水相溶液注入油相溶液之中，使用超声波破碎仪以400w功率对混合溶液超声振荡3min制成乳液。再将上述乳液在30℃下加热磁力搅拌，同时使用减压蒸馏装置，在30min内将装置内压力降至90mbar，并保持20min，令有机溶剂充分蒸发，得到丁香油/离子液体材料，单次可制备10ml乳液，其中丁香油的含量为85％。
31.将丁香油/离子液体材料乳液在模拟贝叶经样品表面涂刷，待充分吸收后，使用脱脂棉擦去表面残留乳液。将使用纯丁香油处理的模拟贝叶经样品作为对比。
32.测试结果：丁香油/离子液体材料和丁香油处理后的模拟贝叶经样品的弹性模量提高至未增韧样品的150％和145％，对增韧处理后的模拟贝叶经样品进行人工加速老化处理，5个月后丁香油/离子液体材料处理的模拟贝叶经样品弹性模量仍为未增韧样品的140％，而丁香油已失去增韧效果。
33.实施例二：
34.将0.2g市售的丁香油、0.2g离子液体、30mg乳化剂司盘60在25ml有机溶剂丙酮中以30℃磁力搅拌1h充分混合均匀，制成油相溶液；将18mg表面活性剂十二烷基硫酸钠在50ml水中充分溶解，制成水相溶液。在磁力搅拌的同时将水相溶液注入油相溶液之中，使用超声波破碎仪以300w功率对混合溶液超声振荡4min制成乳液。再将上述乳液在35℃下加热磁力搅拌，同时使用减压蒸馏装置，在30min内将装置内压力降至200mbar，并保持15min，令有机溶剂充分蒸发，得到丁香油/离子液体材料，单次可制备12ml乳液，其中丁香油的含量为88％。
35.将丁香油/离子液体材料乳液在模拟贝叶经样品表面涂刷，待充分吸收后，使用脱脂棉擦去表面残留乳液。将使用纯丁香油处理的模拟贝叶经样品作为对比。
36.测试结果：丁香油/离子液体材料和丁香油处理后的模拟贝叶经样品的弹性模量提高至未增韧样品的160％和148％，对增韧处理后的模拟贝叶经样品进行人工加速老化处理，6个月后丁香油/离子液体材料处理的模拟贝叶经样品弹性模量仍为未增韧样品的152％，而丁香油已失去增韧效果。
37.实施例三：
38.将0.3g市售的丁香油、0.2g离子液体、35mg乳化剂司盘60在25ml有机溶剂丙酮中以30℃磁力搅拌1h充分混合均匀，制成油相溶液；将20mg表面活性剂十二烷基硫酸钠在50ml水中充分溶解，制成水相溶液。在磁力搅拌的同时将水相溶液注入油相溶液之中，使用超声波破碎仪以200w功率对混合溶液超声振荡5min制成乳液。再将上述乳液在32℃下加热磁力搅拌，同时使用减压蒸馏装置，在30min内将装置内压力降至100mbar，并保持10min，令有机溶剂充分蒸发，得到丁香油/离子液体材料，单次可制备15ml乳液，其中丁香油的含量
为90％。
39.将丁香油/离子液体材料乳液在模拟贝叶经样品表面涂刷，待充分吸收后，使用脱脂棉擦去表面残留乳液。将使用纯丁香油处理的模拟贝叶经样品作为对比。
40.测试结果：丁香油/离子液体材料和丁香油处理后的模拟贝叶经样品的弹性模量提高至未增韧样品的170％和147％，对增韧处理后的模拟贝叶经样品进行人工加速老化处理，7个月后丁香油/离子液体材料处理的模拟贝叶经样品弹性模量仍为未增韧样品的160％，而丁香油已失去增韧效果。
41.尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

技术特征：
1.一种用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料，其特征在于采用离子液体对丁香油改性，其中丁香油和离子液体的质量比为1:2～3:2。2.根据权利要求1所述用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料，其特征在于：所述丁香油采用市售。3.根据权利要求1所述用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料，其特征在于：所述离子液体采用3-甲基-1-辛基咪唑六氟磷酸盐。4.一种权利要求1或2或3所述用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料，其特征在于步骤如下：将表面活性剂溶于水中制成水相溶液；步骤1：在有机溶剂丙酮中加入乳化剂混合，在磁力搅拌的同时依次加入离子液体和丁香油，得到油相溶液；在水中加入表面活性剂十二烷基硫酸钠，充分搅拌形成水相溶液；步骤2：将水相溶液与油相溶液混合超声振荡制成乳液；步骤3：将乳液通过减压蒸馏装置蒸发有机溶剂即制得丁香油/离子液体材料。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤1的磁力搅拌在30℃下磁力搅拌1h。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤2利用超声波破碎仪以200～400w的功率超声波振荡3～5min，将水相/油相混合溶液制成乳液。7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤3通过减压蒸馏装置蒸发有机溶剂是在30min内将装置内压力降至200～90mbar，并保持10～20min，令有机溶剂充分蒸发，即得到丁香油/离子液体材料，单次可制备10～15ml。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤3使用减压蒸馏装置之前在30～35℃下加热磁力搅拌。9.一种权利要求1或2或3所述用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料的使用方法，其特征在于：用于贝叶经表面后，以提高贝叶经的柔韧性，提高指标为原来的弹性模量的150～170％。10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于：用于纸质文物、纺织品文物的增韧保护。

技术总结
本发明涉及一种用于贝叶经增韧的丁香油/离子液体材料及制备和使用方法，本发明选取市售的丁香油，利用离子液体“绿色”、无味、不支持燃烧、难挥发的优点，引入离子液体对丁香油改性。该材料稳定性好、挥发率低、成本低。实际应用中发现，丁香油/离子液体材料可有效提高模拟贝叶经的柔韧性，提高至原来的150～170％(以弹性模量为指标)，更重要的是，该材料施加于模拟贝叶经表面后，增韧效果可保持5～7个月。该材料极具商业化前景，可以进一步推广到纸质文物、纺织品文物等文物的增韧保护中。纺织品文物等文物的增韧保护中。


技术研发人员：李炫华 丁敬涵 朱金萌
受保护的技术使用者：西北工业大学
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/10/6