چکیده:
ایران با توجه به تمدن کهن خود، آثار تاریخی و فرهنگی بسیار زیادی دارد. در بین این آثار ارزشمند که نیازمند تدابیر نگاهداشتی ویژه است، اشیاء چوبی فراوان دیده می شود، چوب که ماده ای ناپایدار است، نیازمند نگاهداشت دقیق است اسیدی شدن از جمله آسیب هایی است که باعث تخریب چوب می شود. در این پژوهش سعی شده با استفاده از فناوری جدید نانو( با توجه به ابعاد و ویژگی های نانو مواد) و با رعایت اصول نگاه داشتی، راهکار مرمتی کارآمد و به روزی برای اسید زدایی چوبینه های تاریخی ارائه شود. نمونه چوب آزمایشی در این پروژه یک نمونه چوب مطالعاتی قدیمی مربوط به اوایل قرن دهم هجری ) است. چوب مذکور در قطعات هم اندازه برش خورد و با محلول نانو مواد هیدروکسیدکلسیم 3/98 حدود pH(با و هیدروکسید منیزیم، به شیوه غوطه وری اسید زدایی شد. پس از بررسی نتایج به دست آمده از آزمایش های اسید زدایی، مشخص شد درمان با نانو ذرات هیدروکسید منیزیم، خنثی سازی بهتری را در پی دارد، زیرا، عمق نفوذ بیشتر و یکنواخت تری دارد، ذخیره قلیایی مناسبی بر جا می گذارد و چوب را در برابر آسیب های آتی مقاوم تر م یکند.
کلید واژه ها : چوب، محافظت، اسید زدایی، نانو تکنولوژی، سلولز، هیدروکسید کلسیم، هیدروکسید منیزیم
مقایسه نانو مواد هیدروکسیدکلسیم و هیدروکسید منیزیم در اسیدزدایی چوب های خشک....
مقدمه چوب به عنوان یک ماده ارزشمند و یکی از موهبت هایی که به سهولت در دسترس انسان قرار داده شده به لحاظ افزار خوری و شکل پذیری آسان و قابلیت تبدیل به انواع فرآورده ها، در همه اعصار، مزیتی چشمگیر بر سایرمواد جامد داشته است. چوب دارای تنوع وسیعی از نظر بافت، رنگ و چگالی است. در مقایسه با فولاد هم وزنش، مقدار بار بیشتری را تحمل می کند. برخلاف بسیاری از مواد دیگر، در برابر مواد شیمیایی ضعیف (رقیق) مقاوم، و عایق الکتریسیته وگرما است چوب بر خلاف این خصوصیات خوب و پر شمار، می سوزد و می تواند در معرض حمله حشرات، قارچ ها قرار گیرد. بر اثر تغییرات رطوبت 1و جانوران حفار دریایی محیط، هم کشیده و واکشیده می شود و مقاومت آن در برابر نیروها در تمامی جهات یکسان نیست. چوب به لحاظ ساختار ویژه، مانند کلیه مواد آلی می تواند به آسانی تحت تاثیر عوامل مختلف و مخرب بیوتیک و آبیوتیک، تخریب )14 -10 :1386 گردد. (ویلکینسون، امروزه با استفاده از فناوری روز می توان معایب چوب را بر طرف و آن را اصلاح کرد. از جمله ویژگی هایی که با استفاده از فناوری نانو افزایش می یابد، پایداری در برابر رطوبت، پرتو فرابنفش، فساد میکروبی و انواع ویژگی های ظاهری از قبیل سختی و مقاومت در برابر آتش است. امکان های جدید برای غلبه بر ویژگی هایی از چوب که موجب نامرغوبی آن می شود عبارتند از: نفوذپذیری در برابر رطوبت، پوسیدگی میکروبی، پوسیدگی در اثر دما، انواع جدیدی از چسب ها و روکش های سطحی با مقاومت افزایش یافته برای شرایط متفاوت رطوبتی و آب و هوایی، با استفاده از فناوری نانو ساخته شده است. چوب و کامپوزیت های چوبی، به ویژه در مصارف بیرونی، اغلب در معرض تهاجمات باکتریایی مانند لکه های آبی، کپک ها و قارچ های نابود کننده چوب قرار دارند. جلوگیری از تماس باکتری ها با سطح چوب می تواند روش مناسبی برای به حداقل رساندن تکثیر کلونی های میکروبی و یا تشکیل کپک در چوب باشد. اصلاح سطح چوب با استفاده از نانو ذرات سیلیکا، تکثیر باکتری ها و کلونی های قارچ ها را به طور چشمگیری کاهش می دهد. امروزه فناوری های نوین و نوظهور نوید بخش روش های درمانی و حفاظتی کارآمد و موثر در مرمت آثار تاریخی هستند. ویژگی بارز این فناوری ها وابستگی آنها به علم روز
است و کاربری آنها در حوزه های مختلف، از جمله حفاظت از میراث فرهنگی، به خلاقیت و وسعت دانش و توانائی متخصصان این حوزه منوط است. از جمله این فناوری ها، نانو فناوری است که توانایی بدست گرفتن کنترل ماده در ابعاد نانو متری( ملکولی) و بهره برداری از خواص و پدیده های این دست از مواد، ابزارها و سیستم های نوین است. امروزه چشم انداز روشنی برای استفاده از قابلیتهای این فناوری درحوزه حفاظت از .)20 :1387 میراث فرهنگی وجود دارد "(عطاری، نانو تکنولوژی نانوتکنولوژی عنوانی است که برای اولین بار توسط دکتر در کتاب موتورهای آفرینش 1986اریک درکسلر در سال به کار برده شد. نانوتکنولوژی به مجموعه اقدام هایی اتلاق می گردد که با آن می توان تا با شناخت دقیق ماهیت مواد، ساختار و خواص آنها، به دقت کنترل شگفت آوری دست یافت. مقیاس نانو به مقیاس اتم ها و مولکول ها نزدیک است، پس می توان گفت نانو تکنولوژی عبارت است از فناوری در سطوح اتم ها، مولکول ها، و ابر مولکول ها در .)1387 نانومتر (سلیمی، 100محدوده یک تا مشخص نیست برای اولین بار چه زمانی از مواد نانو سایز استفاده شده است. مشهور است که در قرن چهارم میلادی شیشه سازان رومی، شیشه هایی حاوی فلزات نانو سایز می ساختند. یک محصول مصنوع از این دوره، جام لیکورگوس است که در موزه بریتانیا نگه داری می شود. این جام که صحنۀ مرگ پادشاه لیکورگوس را در بر دارد، از شیشه های آهکی کربنات سدیم ساخته شده و حاوی نانو ذرات طلا و نقره است. وقتی که منبع نور داخل این جام قرارگیرد، رنگ جام از سبز به قرمز پر رنگ تغییر می کند. تنوع فوق العاده رنگ های زیبا در پنجره های کلیساهای قرون وسطی، بدلیل وجود نانو ذرات فلزی در .)26 - 6 :1385 این شیشه ها بوده است (پی پول و دیگران، تلالو سرخ و طلائی کاشی های زرین فام ایرانی نیز به دلیل پی بردن به خواص برخی مواد در مقیاس نانومتری و استفاده هوشیارانه از آن در تزئینات کاشی بوده است. ثابت شده که تلالو طلائی در کاشی های زرین فام، ًاخیرا به دلیل استفاده از نانو ذرات نقره و تلالو سرخ، مربوط به نانو ذرات مس در لعاب کاشی است، که سرانجام سبب پیدایش اثرات کروماتیکی مختلف در این سفال ها می شده .)32 :1386 است (کریمی، در فرآیند ارائه یک پیشنهاد درمانی، هدف، پیداکردن
نشریۀ مرمت، آثار و بافت های تاریخی، فرهنگی 1390دو فصلنامۀ علمی- پژوهشی، شماره اول ، بهار و تابستان
و استفاده موثر از مواد هماهنگ با مواد اولیه شیء یا بنای درمان شده است، چرا که برگشت پذیری درمان به تنهائی کافی نیست، بلکه موادی که در فرآیند درمان مورد استفاده قرار می گیرند باید با مواد سازنده هماهنگی داشته باشند و خود، چه در فرآیند استفاده و درمان اثر و چه در زمانی که به اقتضای نیاز اثر، باید زدوده شود، موجب ایجاد آسیب نشود. رمز حیات، قابلیت باز درمانی است. بنابر این استفاده از روشهایی با چنین خصوصیاتی در تداوم حیاط یک اثر تاریخی و هنری همواره لازم است. از آنجا که هر اثر تاریخی و هنری، منحصر به فرد شمرده می شود، راه حل های درمان و حفاظت از آن نیز قابل تعمیم به مواد ًمخصوص به خود آن است و لزوما دیگر نیست. پس داشتن یک متدولوژی روشن برای شناخت مشکلات اثر و ارزیابی قابلیت گزینه های موجود برای درمان آن، و نیز فراهم کردن شرایطی که در آن بتوان سرعت مکانیسم تخریب طبیعی و غیر قابل اجتناب اثر را که سرانجام موجب نابودی مواد سازنده آن می شود .)20 :1387 کند کرد، بهترین اقدام ممکن است (عطاری، سلولز و چگونگی تخریب آن چوب به عنوان ماده خام آلی ناهمگن، از عناصر اصلی کربن، اکسیژن، نیتروژن و ترکیبات سفیده ای تشکیل شده است. از این عناصر اصلی، اتصالات شیمیائی با ترکیبات مختلف تولید می شود که ترکیبات اصلی و جانبی چوب را تشکیل می دهند. از ترکیبات اصلی می توان هولو سلولز و لیگنین، و از ترکیبات جانبی می توان چربی، روغن، موم، صمغ، نشاسته، قند، مواد معدنی، تانن و رنگ و نیز .) هولوسلولزها 15 -16 :1385 آلکالوئید را نام برد (عنایتی، .)17 :1385 در واقع شامل سلولز و پلی اوز هستند (عنایتی، سلولز فراوان ترین ماده آلی در سطح زمین است که در تمام گیاهان خشکی و به صورت فیبری وجود دارد. مقدار درصد 42 ± 2سلولز در چوب نرمال تقریبا ثابت است، .) گذشت زمان سبب تغییر در ویژگی های 82 :1386(اف سو، فیزیکی و شیمیایی الیاف سلولزی می شود که عموما نامیده می شود. 2" "کهنگی طبیعی فرآیند کهنه شدن، همان تجزیه و تخریب سلولز در طول زمان است. علل این تجزیه و تخریب که ناشی از فرآیند بازیابی الیاف سلولز و یا ناشی از محیط است، متعدد بوده و عبارت است از: دما، نور، رطوبت، آلودگی های محیطی، زیست مخرب ها، ناخالصی ها، مواد اضافی و غیره. هریک از این عوامل ذکر شده به گونه ای سبب تجزیه و تخریب
سلولز می شود. با این همه، مکانیسم های اصلی تجزیه را می توان به سه دسته کلی تقسیم کرد: واکنش هیدرولیز، واکنش اکسیداسیون، واکنش اتصال عرضی، که هیدرولیز کاتالیز شده با عوامل اسیدی مهم ترین عامل تجزیه سلولز است. نتیجه حاصل از واکنش های ذکر شده، شکسته شدن و تجزیه زنجیرهای سلولزی و سرانجام دپلیمریزاسیون سلولز است که کاهش مقاومت فیزیکی الیاف را می توان .)1387 به آن نسبت داد (دهقانی، اسید زدایی اسید زدایی به عنوان یک عمل مرمتی - حفاظتی و به و زدودن حالت اسیدی و نیز مقاوم pHمعنای بالا بردن کردن شیء ضعیف شده در برابر عوامل مخرب است. "اسید، کاتالیزور تخریب هیدرولیزی مولکول های پلیمر سلولز است که طول زنجیر آن را کاهش می دهد. حتی یک شکست کوچک زنجیر برای هر مولکول سبب کاهش قابل توجه خواص فیزیکی می شود. قلیاهای ضعیف غلظت اسید و میزان واکنش های هیدرولیز اسیدی را کاهش .) "درمان قلیایی سلولز سبب Kohler,2008( " می دهند جلوگیری ازکاهش درجه پلیمریزاسیون و بهبود اتصال های .)Toth et al, 2003: 513-515( " عرضی می شود باید دقت کرد که در پروسه اسید زدایی نباید از قلیاهای قوی و یا از مدت زمان طولانی جهت اسید زدایی استفاده کرد، زیرا"اسید زدایی قوی می تواند به خاطر شکستن حلقه گلوکز بدون آب در زنجیره سلولز، فرآیند تخریب .)Bicchieri et al ,2006: 1186-1192( "را سرعت بخشد ساختمان کریستالی سلولز با قلیاهای قوی تخریب می شود که طی آن، ماده قلیایی سبب واکشیدگی شده و ساختمان سلولز را به طور غیر قابل بازگشتی تخریب م یکند. آزمایش ها برای بررسی تاثیر عوامل قلیایی در اندازه نانو، در چوب های خشک تاریخی، تاثیر روش اسید زدایی غیر آبی، دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم و منیزیم با یکدیگر، و نیز با روش های معمول اسید زدایی غیر آبی آمونیاک و هیدروکسید باریم مقایسه شد. در اینجا از هیدروکسید های قلیایی فلزی استفاده شد زیرا هیدروکسید های قلیایی فلزی سبب افزایش چگالی، افزایش پایداری در برابر عوامل مخرب شیمیایی، افزایش مقاومت کششی، استحکام بیشتر، صاف و هموار شدن الیاف سلولزی می شوند.
برای اسید زدایی از شیوه های مختلف می توان استفاده روز 3 کرد که در اینجا شیوه غوطه وری با مدت زمان مورد آزمایش قرار گرفت. .آماده سازی نمونه ها 1 "پیش بینی زندگی واقعی از روی نتایج آزمایشگاهی کار آسانی نیست و افزون بر این، باید در نظر داشت که این گونه بسته ای انجام می شود که ً آزمایش ها در سامانه های کاملا تحت تاثیر یک یا دو عامل است. این شکاف بزرگ ًصرفا بین دانش و دنیای واقعی، تاثیراتی مهم بر جای گذاشته دانشمند باید بین نمونه های دنیای واقعی و ًاست. معمولا نمونه های استاندارد آزمایشگاهی یکی را برگزیند. نتایجی که از گروه اول به دست می آید بندرت تکرار پذیر است، اما دسته دوم نتایج تکرار پذیری در اختیار می گذارد که به راحتی نمی توان آن را به اشیای نگاهداشتی تکرار نشدنی .)1388 واقعی نسبت داد "(میونز ویناس، در گام اول باید نمونه آزمایشی تهیه و آماده سازی شود، که برای آن، نمونه از چوب مورد نظر تهیه و به طور مصنوعی پیر سازی، و سپس مواد مختلف روی آن آزموده و مقایسه می شود. برای اینکه نتیجه بهتری به دست آید، از یک تکه نمونه چوب قدیمی مطالعاتی استفاده شد که بر اساس نظر کارشناسان، از روی شواهد فن شناسی اثر، مربوط به اوایل قرن دهم هجری بود آزمایش گونه شناسی انجام، و نوع چوب چنار تشخیص داده شد. بر روی این تکه چوب "طبق .) تست اندازه Gindle et al, 2002: 3209("یک روش استاندارد بود 3/98 بدست آمده حدود pH انجام شد. pHگیری که این رقم نشان دهنده یک میزان اسیدیته بالا برای این نمونه بود. برای انجام آزمون ها قطعه چوب قدیمی اندازه گیری شد. نمونه ها با اندازه های مساوی برش خورد و قطعات نمونه آماده شدند. .سنتز نانو ذرات هیدروکسید کلسیم2 برای سنتز نانو ذرات هیدروکسید کلسیم از روش پلی در H2O2.CaCl2 استفاده شد، بدین ترتیب که ابتدا پودر3ال حل شد. سپس محلول آبی 90 ocاتیلن گلیکول در دمای به عنوان عامل رسوب دهنده تهیه شد. ابتدا محلولNaOH و اتیلن گلیکول در بالن ته صافی ریخته، روی H2O2 .CaCl2 هیتر همزن قرار داده، در حین حرارت توسط مگنت به 90 شدت هم زده شد. زمانی که دمای محلول به حدود 0oc با دمای NaOHدرجه سلیسیوس رسید، محلول آبی
درجه سلیسیوس به صورت قطره قطره به آن افزوده 8 شد. در طول واکنش، اکسیژن محیط توسط گاز ازت حذف درجه سلیسیوس 90 می شد، طی واکنش سعی شد دما از پایین تر نیاید، زیرا دمای واکنش یکی از عوامل مهم تاثیر گذار بر روی اندازه، خواص و ویژگی های نانو ذرات است. دقیقه در دمای 5پس از پایان واکنش، محصول واکنش دقیقه پیر سازی 5 درجه به شدت به هم زده، یا در واقع 90 شد. عواملی مانند دمای واکنش، غلظت واکنش گرها، نسبت مولار، اندازه قطرات، فاصله زمانی بین قطرات و زمان پیر سازی بر روی اندازه، شکل و خواص نانو ذرات بسیار موثر هستند. پس از ته نشین شدن محصول واکنش، محلول رویی دور ریخته، و رسوب باقیمانده، در پنج نوبت با آب مقطر شسته و سانتریفوژ شد تا محصولات فرعی و اتیلن گلیکول آن جدا شود. پس از آن رسوب حاصله در دستگاه اولتراسونیک لخته زدایی شد و سپس رسوب به دست قرار گرفت 120oc ساعت در آون در دمای 6آمده به مدت .)Salvadori et al, 2001: 2371(
. نانو ذرات سنتز شده ( نگارنده)1تصویر
32000 ( با بزرگنمایی Ca)OH(2 نانو ذراتSEM . تصویر 2تصویر ، FE-SEM، نوع: SEM: philips XL20برابر، مشخصات دستگاه محل آزمایش: اصفهان)
نشریۀ مرمت، آثار و بافت های تاریخی، فرهنگی 1390دو فصلنامۀ علمی- پژوهشی، شماره اول ، بهار و تابستان
بعد از خشک شدن رسوب حاصله، برای تشخیص اندازه گرفته شد، که در آن SEMذرات رسوب، از آن تصویر نانومتر دیده شدند( که تصویر 300 تا 100ذرات بین برابر در ذیل آمده است).32000 آن با بزرگنمایی SEM
. تهیه نانو ذرات هیدروکسید منیزیم 3 نانو ذرات هیدروکسید منیزیم برای آزمایش، به صورت پودر از شرکت سیگما آلدریچ امریکا خریداری شد.مشخصات پودر نانو هیدروکسید منیزیم عبارت است از : CASBO9 - 42 - 8Mg(OH(2 ; FW58.33 mp350c; d2,36 Nanopowder; <100 nm 99.9% metalsbasis Product of USA . محلول های اسید زدا 4 موادی که قرار بود نسبت به یکدیگر مقایسه شوند عبارت بودند از : آمونیاک- هیدروکسید باریم- هیدروکسید کلسیم- هیدروکسید منیزیم- نانو ذرات هیدروکسید کلسیم و نانو ذرات هیدروکسید منیزیم، که محلول های آنها ساخته شد. برای اسید زدایی چوب، بالا استفاده کرد. زیرا "قلیاهای pH نمی توان از قلیاهایی با " سبب تخریب شدید الیاف سلولزی می شوند 12> pHبا .)www.cmu.edu/acrc/alkaline – damag. html( ً تقریباpHدر ساخت محلول ها وجه اشتراک بین آنها، یکسان آنها در نظر گرفته شد. هیدروکسید باریم و آمونیاک به صورت ًعموما محلول های غیر آبی، مانند آمونیاک - متانول و هیدروکسید باریم - متانول استفاده می شوند. در این آزمون محلول های غیر آبی اسید زدای معمول(آمونیاک و هیدروکسید باریم) با
نانومواد (دیسپرسیونا لکلی نانو هیدروکسید کلسیم و منیزیم) مقایسه شدند.همزمان محلول های ماکرو (هیدروکسید کلسیم و هیدروکسید منیزیم) نیز با آنها مقایسه شد در این پروژه اسید زدایی به روش غوطه وری انجام شد. . آزمون اسید زدایی 5 11 تا 10 /6 آنها بین pH محلول های ساخته شده که نمی رود) بر 10/6 محلول هیدروکسید منیزیم بالاتر ازpH(بود روی نمونه چوب های آزمون به کار برده شدند. در این آزمون از روش غوطه وری به دو صورت انجام شد، به این ترتیب که یک نمونه بصورت کامل در محلول اسیدزدا غوطه ور، و ابتدایی 1/3 (از نمونه دیگر چوب، فقط قسمت ابتدایی آن نمونه چوب) در محلول قرار داده شد. انتخاب شدند 11 تا 10/ 6 بین pH محلول با 6در این مقایسه متانول، محلول هیدروکسید باریم - متانول، –( محلول آمونیاک محلول آبی هیدروکسید کلسیم، محلول آبی هیدروکسید منیزیم، دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم و دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیزیم). سپس )Giorgi et al ,2006( روز 3 نمونه ها در این مواد به مدت ارتفاع، قرار 1/3 به دو شیوه غوطه وری کامل و غوطه وری pHداده شدند. برای مقایسه میزان نفوذ این مواد و تغییر در عمق های مختلف، نمونه ها از وسط برش داده شدند و 3 تا 1 – میلی متری زیر سطح 1در فضاهای: سطح تا میلی متری زیر سطح 6 تا 4 میلی متری زیر سطح - میلی متری 11 تا 9 – میلی متری زیر سطح 9 تا 7 - 16 میلی متری زیر سطح و بیشتر از 16 تا 15 –زیر سطح سنجی شد، pH متر دیجیتالی pH میلی متری زیر سطح با که نتایج آن در جدول های زیر آمده است. برای اینکه میزان نمونه انتخاب، و از 3عمق نفوذ بهتر تشخیص داده شود، گرفته شد: SEMفضاهای مختلف زیر سطح آنها تصویر 8 www.cmu.edu/acrc/alkaline ( "سلَلسی هی ضًَذ .) در ساخت هحلَلْا ٍجِ اضتراک تیی آًْا، – damag. html تقریثاً یکساى آًْا در ًظر گرفتِ ضذ. pH عوَهاً ّیذرٍکسیذ تارین ٍ آهًَیاک تِ صَرت هحلَل ّای غیر آتی، هاًٌذ آهًَیاک - هتاًَل ٍ ّیذرٍکسیذ تارین -هتاًَل استفادُ هی ضًَذ. در ایی آزهَى هحلَلْای غیر آتی اسیذ زدای هعوَل( آهًَیاک ٍ ّیذرٍکسیذ تارین) تا ًاًَهَاد (دیسپرسیَى الکلی ًاًَ ّیذرٍکسیذ کلسین ٍ هٌیسین) هقایسِ ضذًذ. ّوسهاى هحلَل ّای هاکرٍ( ّیذرٍکسیذ کلسین ٍ ّیذرٍکسیذ هٌیسین) ًیس تا آًْا هقایسِ ضذ در ایی پرٍشُ اسیذ زدایی تِ رٍش غَطِ ٍری اًجام ضذ. - آزمون اسید زدایی 5 ًوی رٍد) تر رٍی 10/6 هحلَل ّیذرٍکسیذ هٌیسین تالاتر ازpHتَد( 11 تا10 /6 آًْا تیی pHهحلَل ّای ساختِ ضذُ کِ ًوًَِ چَب ّای آزهَى تِ کار تردُ ضذًذ. در ایی آزهَى از رٍش غَطِ ٍری تِ دٍ صَرت اًجام ضذ، تِ ایی ترتیة کِ یک اتتذایی ًوًَِ چَب) 1/3ًوًَِ تصَرت کاهل در هحلَل اسیذزدا غَطِ ٍر، ٍ از ًوًَِ دیگر چَب، فقط قسوت اتتذایی آى( در هحلَل قرار دادُ ضذ. - هتاًَل، هحلَل ّیذرٍکسیذ تارین –اًتخاب ضذًذ( هحلَل آهًَیاک 11 تا 10/ 6 تیی pHهحلَل تا 6در ایی هقایسِ هتاًَل، هحلَل آتی ّیذرٍکسیذ کلسین، هحلَل آتی ّیذرٍکسیذ هٌیسین، دیسپرسیَى الکلی ًاًَ ررات ّیذرٍکسیذ کلسین ٍ )تِ دٍ Giorgi et al 2006( رٍز 3 دیسپرسیَى الکلی ًاًَ ررات ّیذرٍکسیذ هٌیسین). سپس ًوًَِ ّا در ایی هَاد تِ هذت در عوق ّای pH ارتفاع، قرار دادُ ضذًذ. ترای هقایسِ هیساى ًفَر ایی هَاد ٍ تغییر 1/3ضیَُ غَطِ ٍری کاهل ٍ غَطِ ٍری 4 -هیلی هتری زیر سطح 3 تا 1 –هیلی هتری زیر سطح 1هختلف، ًوًَِ ّا از ٍسط ترش دادُ ضذًذ ٍ در فضاّای: سطح تا هیلی هتری زیر سطح ٍ 16 تا 15 –هیلی هتری زیر سطح 11 تا 9 –هیلی هتری زیر سطح 9تا 7 -هیلی هتری زیر سطح 6تا سٌجی ضذ، کِ ًتایج آى در جذٍلْای زیر آهذُ است.pH هتر دیجیتالی pHهیلی هتری زیر سطح تا 16 تیطتر از
. محلول آمونیاک -متانول 1جدول
هیلیوتر 1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر 6تا 4 pH
هیلیوتر 9تا 7 pH
هیلیوتر 13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 10 4 / 73 5 / 48 6 / 07 7 / 20 7 / 90 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 / 03 4 / 36 5 / 20 5 / 64 7 / 17 7 / 87 1 ⁄ 3غَطِ ٍری . محلول آمونیاک - متانول1جدول
مقایسه نانو مواد هیدروکسیدکلسیم و هیدروکسید منیزیم در اسیدزدایی چوب های خشک....
. محلول باریم - متانول2جدول
. محلول آبی هیدروکسید کلسیم3جدول
. محلول آبی هیدروکسید منیزیم4جدول
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم5جدول
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیزیم6جدول
9
. محلول باریم -متانول 2جدول
هیلیوتر 1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر 6تا 4 pH
هیلیوتر 9تا 7 pH
هیلیوتر 13تا 9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 10 5 / 31 6 / 47 6 / 64 7 / 32 7 / 89 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 / 01 5 / 15 6 / 07 6 / 89 7 / 50 7 / 92 1⁄ 3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید کلسیم3جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 04 4 / 81 5 / 14 5 / 24 6 / 97 7 / 26 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 3 / 98 4 / 19 4 / 34 5 / 09 6 / 82 7 / 18 1⁄3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید منیسیم4جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 13 5 / 23 6 / 35 6 / 60 7 / 80 7 / 87 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 5 5 / 97 6 / 41 7 / 65 7 / 80 1⁄3 غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم5جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 4 / 91 5 / 09 5 / 19 5 / 44 5 / 90 6 / 52 6 / 89 غَطِ ٍری کاهل 4 / 30 4 / 87 5 5 / 29 5 / 45 6 / 49 6 / 93 1⁄3غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیسیم6جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 6 / 31 6 / 68 7 / 06 7 / 19 7 / 27 7 / 48 7 / 99 غَطِ ٍری کاهل 6 / 21 6 / 41 7 7 / 17 7 / 24 7 / 42 7 / 87 1/3غَطِ ٍری
9
. محلول باریم -متانول 2جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر 6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 10 5 / 31 6 / 47 6 / 64 7 / 32 7 / 89 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 / 01 5 / 15 6 / 07 6 / 89 7 / 50 7 / 92 1⁄ 3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید کلسیم3جدول
هیلیوتر 1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر 6تا 4 pH
هیلیوتر 9تا 7 pH
هیلیوتر13تا9 pH
هیلیوتر 16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 04 4 / 81 5 / 14 5 / 24 6 / 97 7 / 26 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 3 / 98 4 / 19 4 / 34 5 / 09 6 / 82 7 / 18 1⁄3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید منیسیم4جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 13 5 / 23 6 / 35 6 / 60 7 / 80 7 / 87 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 5 5 / 97 6 / 41 7 / 65 7 / 80 1⁄3 غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم5جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 4 / 91 5 / 09 5 / 19 5 / 44 5 / 90 6 / 52 6 / 89 غَطِ ٍری کاهل 4 / 30 4 / 87 5 5 / 29 5 / 45 6 / 49 6 / 93 1⁄3غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیسیم6جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 6 / 31 6 / 68 7 / 06 7 / 19 7 / 27 7 / 48 7 / 99 غَطِ ٍری کاهل 6 / 21 6 / 41 7 7 / 17 7 / 24 7 / 42 7 / 87 1/3غَطِ ٍری
9
. محلول باریم -متانول 2جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر 6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 10 5 / 31 6 / 47 6 / 64 7 / 32 7 / 89 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 / 01 5 / 15 6 / 07 6 / 89 7 / 50 7 / 92 1⁄ 3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید کلسیم3جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 04 4 / 81 5 / 14 5 / 24 6 / 97 7 / 26 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 3 / 98 4 / 19 4 / 34 5 / 09 6 / 82 7 / 18 1⁄3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید منیسیم4جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر 6تا 4 pH
هیلیوتر 9تا 7 pH
هیلیوتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 13 5 / 23 6 / 35 6 / 60 7 / 80 7 / 87 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 5 5 / 97 6 / 41 7 / 65 7 / 80 1⁄3 غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم5جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 4 / 91 5 / 09 5 / 19 5 / 44 5 / 90 6 / 52 6 / 89 غَطِ ٍری کاهل 4 / 30 4 / 87 5 5 / 29 5 / 45 6 / 49 6 / 93 1⁄3غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیسیم6جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 6 / 31 6 / 68 7 / 06 7 / 19 7 / 27 7 / 48 7 / 99 غَطِ ٍری کاهل 6 / 21 6 / 41 7 7 / 17 7 / 24 7 / 42 7 / 87 1/3غَطِ ٍری
9
. محلول باریم -متانول 2جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر 6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 10 5 / 31 6 / 47 6 / 64 7 / 32 7 / 89 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 / 01 5 / 15 6 / 07 6 / 89 7 / 50 7 / 92 1⁄ 3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید کلسیم3جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 04 4 / 81 5 / 14 5 / 24 6 / 97 7 / 26 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 3 / 98 4 / 19 4 / 34 5 / 09 6 / 82 7 / 18 1⁄3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید منیسیم4جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 13 5 / 23 6 / 35 6 / 60 7 / 80 7 / 87 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 5 5 / 97 6 / 41 7 / 65 7 / 80 1⁄3 غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم5جدول
هیلیوتر 1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر 6تا 4 pH
هیلیوتر 9تا 7 pH
هیلیوتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 4 / 91 5 / 09 5 / 19 5 / 44 5 / 90 6 / 52 6 / 89 غَطِ ٍری کاهل 4 / 30 4 / 87 5 5 / 29 5 / 45 6 / 49 6 / 93 1⁄3غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیسیم6جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 6 / 31 6 / 68 7 / 06 7 / 19 7 / 27 7 / 48 7 / 99 غَطِ ٍری کاهل 6 / 21 6 / 41 7 7 / 17 7 / 24 7 / 42 7 / 87 1/3غَطِ ٍری
9
. محلول باریم -متانول 2جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر 6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 10 5 / 31 6 / 47 6 / 64 7 / 32 7 / 89 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 / 01 5 / 15 6 / 07 6 / 89 7 / 50 7 / 92 1⁄ 3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید کلسیم3جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 04 4 / 81 5 / 14 5 / 24 6 / 97 7 / 26 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 3 / 98 4 / 19 4 / 34 5 / 09 6 / 82 7 / 18 1⁄3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید منیسیم4جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 13 5 / 23 6 / 35 6 / 60 7 / 80 7 / 87 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 5 5 / 97 6 / 41 7 / 65 7 / 80 1⁄3 غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم5جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 4 / 91 5 / 09 5 / 19 5 / 44 5 / 90 6 / 52 6 / 89 غَطِ ٍری کاهل 4 / 30 4 / 87 5 5 / 29 5 / 45 6 / 49 6 / 93 1⁄3غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیسیم6جدول
هیلیوتر 1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر 6تا 4 pH
هیلیوتر 9تا 7 pH
هیلیتر 13تا 9 pH
هیلیوتر 16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 6 / 31 6 / 68 7 / 06 7 / 19 7 / 27 7 / 48 7 / 99 غَطِ ٍری کاهل 6 / 21 6 / 41 7 7 / 17 7 / 24 7 / 42 7 / 87 1/3غَطِ ٍری
نشریۀ مرمت، آثار و بافت های تاریخی، فرهنگی 1390دو فصلنامۀ علمی- پژوهشی، شماره اول ، بهار و تابستان
نمودار جداول بالا در زیر آمده است: 3/1(یرو هطوغ تلاح رد داوم هسیاقم(
depth(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
pH
3
4
5
6
7
8
9
کاینومآ یبآ ریغ میراب دیس کوردیه یبآ ریغ میسل ک دیس کوردیه یبآ میزینم دیس کوردیه یبآ میسل ک ونان یل کلا نویسرپسید میزینم ونان یل کلا نویسرپسید
یرو هطوغ هسیاقم
depth(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
pH
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
کاینومآ یبآ ریغ میراب دیس کوردیه یبآ ریغ میسل ک دیس کوردیه یبآ میزینم دیس کوردیه یبآ میسل ک ونان یل کلا نویسرپسید میزینم ونان یل کلا نویسرپسید در همه مواد . مقایسه روش غوطه وری کامل در همه مواد 1/3 . مقایسه روش غوطه وری 1نمودار 2نمودار نمونه شاهد ← Aنمونه نمونه اسید زدایی شده با محلول هیدروکسید ← Bنمونه باریم - متانول نمونه اسید زدایی شده با دیسپرسیون الکلی ← C نمونه نانو ذرات هیدروکسید کلسیم نمونه اسید زدایی شده با دیسپرسیون الکلی ← Dنمونه نانو ذرات هیدروکسید منیزیم
B A1نمونه 1نمونه
D C1نمونه 1نمو نه ، محل آزمایش: اصفهان)FE-SEM، نوع: SEM: philips XL20 برابر، مشخصات دستگاه 5000 میلیمتری زیر سطح( با بزرگنمایی 2 نمونه ها از SEM. تصویر 3تصویر
١٠
اﺳﺖ ﻧﻤﻮدار ﺟﺪاول ﺑﺎﻻ در زﻳﺮ آﻣﺪه :
() 1/3 مقایسه مواد در حالت غوطه وری
depth(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
pH
3
4
5
6
7
8
9
غـــیر آبـــی آمونیــــاک غــــیر آبــــی ھیدروکســــید بــــاریم آبــــــی ھیدروکســــــید کلســــــیم آبـــــی ھیدروکســـــید منـــــیزیم دیسپرســــــیون الکلــــــی نــــــانو کلســــــیم دیسپرســـــیون الکلـــــی نـــــانو منـــــیزیم
. 1ﻧﻤﻮدار مواد ١/٣ مقایسه روش غوطه وری در ھمه
١١
مقایســه غوطــه وری
depth(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
pH
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
غــــیر آبــــی آمونیــــاک غــــیر آبــــی ھیدروکســــید بــــاریم آبــــــی ھیدروکســــــید کلســــــیم آبـــــی ھیدروکســـــید منـــــیزیم دیسپرســــــیون الکلــــــی نــــــانو کلســــــیم دیسپرســـــیون الکلـــــی نـــــانو منـــــیزیم .ھمه 2 ﻧﻤﻮدار مقایسه روش غوطه وری کامل در مواد
3 ﺑﺮای اﻳﻨﻜﻪ ﻣﻴﺰان ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ ﺑﻬﺘﺮ ﺗﺸﺨﻴﺺ داده ﺷﻮد، SEM ﻧﻤﻮﻧﻪ اﻧﺘﺨﺎب، و از ﻓﻀﺎﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ زﻳﺮ ﺳﻄﺢ آﻧﻬﺎ ﺗﺼﻮﻳﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ : ﺷﺎﻫﺪ ← A ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ← B ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ اﺳﻴﺪ زداﻳﻲ ﺷﺪه ﺑﺎ ﻣﺤﻠﻮل ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ ﺑﺎرﻳﻢ- ﻣﺘﺎﻧﻮل دﻳﺴﭙﺮﺳﻴﻮ ← C ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ اﺳﻴﺪ زداﻳﻲ ﺷﺪه ﺑﺎ ﻛﻠﺴﻴﻢ ن اﻟﻜﻠﻲ ﻧﺎﻧﻮ ذرات ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ ﻧﻤ ﺑﺎ ← D ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻮﻧﻪ اﺳﻴﺪ زداﻳﻲ ﺷﺪه دﻳ ﻧﺎﻧﻮ ﺴﭙﺮﺳﻴﻮن اﻟﻜﻠﻲ ذرات ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ ﻣﻨﻴﺰﻳﻢ 2 از اﻳﻦ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ در ﻓﻀﺎﻫﺎی 8 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮی زﻳﺮ ﺳﻄﺢ، 15 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮی زﻳﺮ ﺳﻄﺢ، 15 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮی زﻳﺮ ﺳﻄﺢ و ﻓﻀﺎی ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺗﺮ از ﻣﻴﻠﻲ ﻣﺘﺮی ) 18ﺣﺪود ﻣﻴﻠﻲ ﻣﺘﺮی ( زﻳﺮ ﺷﺪ SEM ﺳﻄﺢ ﺗﺼﻮﻳﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ .
مقایسه نانو مواد هیدروکسیدکلسیم و هیدروکسید منیزیم در اسیدزدایی چوب های خشک....
، محل آزمایش: اصفهان)FE-SEM،نوع:SEM: philips XL20 برابر، مشخصات دستگاه 5000 میلیمتری زیر سطح( با بزرگنمایی 8 نمونه ها از SEM. تصویر 4تصویر
B A2نمونه 2نمونه
C2نمونه
B A3نمونه 3نمونه
D C3نمونه 3نمونه
D2نمونه
، محل آزمایش: اصفهان)FE-SEM، نوع: SEM: philips XL20 برابر، مشخصات دستگاه 5000 میلیمتری زیر سطح( با بزرگنمایی 15 از SEM. تصویر 5تصویر
نشریۀ مرمت، آثار و بافت های تاریخی، فرهنگی 1390دو فصلنامۀ علمی- پژوهشی، شماره اول ، بهار و تابستان
B A4نمونه 4نمونه
D C4نمونه 4نمونه ، محل آزمایش: اصفهان)FE-SEM، نوع: SEM: philips XL20 برابر، مشخصات دستگاه 5000 میلیمتری ( با بزرگنمایی 15 ازفضای پائین تر از SEM. تصویر 6تصویر
8 میلیمتری زیر سطح، 2 از این نمونه ها در فضاهای میلیمتری زیر سطح و فضای 15میلیمتری زیر سطح، میلی متری ) زیر سطح 18 میلی متری ( حدود 15 پایین تر از گرفته شد.SEMتصویر )DTGA( 4. آنالیز حرارتی6 سلولز یک پارامتر مهم در فرآیند تخریب 5 "دمای پیرولیز است و با اسیدینه چوب نسبت دارد. کاهش دمای پیرولیز سلولز در حال تخریب با کاهش درجه پلیمری آن مربوط می شود " .)14 -20 :1387(عطاری، ) یک روش DTGA( "آنالیز دیفرانسیل ترموگراویمتریک خوب و مطمئن برای توصیف مواد آلی نامتجانس است. مطالعه تخریب حرارتی چوب یک ابزار مهم اطلاعاتی مفید برای تشخیص وضعیت سلولز قبل و بعد از درمان اسید زدایی است. دمای بالا در رخدادهای حرارتی گواهی بر وضعیت بهتر فیزیکی و شیمیایی در حفاظت سلولز، همی سلولز و لیگنین چوب .)Giorgi et al, 2006: 569( "است 390 oc تا 160 oc "براساس مقالات، در دامنه حرارتی در ساختار بزرگ مولکولی چوب تخریب اتفاق می افتد. " ) از آنجا که در پروسه اسید زدایی، Soares et al 1995: 275( عوامل تخریبی کاهش پیدا م یکند، احتمال استحکام بخشی
نیز وجود دارد. برای تشخیص میزان استحکام بخشی نمونه ها، پس از پروسه اسید زدایی و سپس پیر سازی حرارتی، از آنالیز دیفرانسیل ترموگراویمتریک استفاده شد. . آماده سازی نمونه ها برای آنالیز7 چهار نمونه چوب برای آنالیز انتخاب شد: )، نمونه اسید زدایی شده با محلول A نمونه شاهد (نمونه )، نمونه های چوب B متانول(نمونه – هیدروکسید باریم اسید زدایی شده با استفاده نانو ذرات هیدروکسید کلسیم ) انتخاب D )و نانو ذرات هیدروکسید منیزیم(نمونه C(نمونه روز در مواد اسید زدا غوطه ور 3 شدند. نمونه ها پس از اینکه بودند با آب مقطر شسته شدند. نمونه ها پس از خشک شدن پیر سازی شدند. . پیر سازی نمونه ها8 برای تشخیص میزان سودمندی و درجه تاثیر درمان اسید زدایی بر روی چهار نمونه گفته شده، پیر سازی حرارتی انجام شد (گر چه تغییر و تبدیل دقیق در پیر سازی مصنوعی با 120 مدت پیر شدن واقعی متفاوت است). پیر سازی با مدت زمان %78 درجه سلیسیوس و رطوبت نسبی 80ساعت در دمای .)Giorgi et al, 2002: 8198 - 88203(انجام شد
مقایسه نانو مواد هیدروکسیدکلسیم و هیدروکسید منیزیم در اسیدزدایی چوب های خشک....
. آنالیزحرارتی نمونه ها9 ) نمونه ها، در DTG( منحنی های ترموگراویمتریک TA4000 حالت غیر هم دمایی پویا با استفاده از دستگاه ثبت شد.system TG50 شرایط آزمایشگاهی ،900 O C (دمای محیط) تا 21O C "رنج حرارتی از ،OC/min10، میزان حرارت 2 - 5 mgوزن نمونه . تخریب اسیدی، توسط مکانیسم N2 min/ml100جریان هیدرولیز به سرعت صورت می گیرد و پلیمر سلولز به اولیگومر با وزن مولکولی کمتر تبدیل می شود. تجزیه حرارتی در این ترکیب نیاز به انرژی کمتری دارد و به همین دلیل پیرولیز حرارتی مقدار کمتری تغییرات را .)Giorgi et al, 2006: 568-569( " نشان می دهد آنالیز حرارتی برای تعیین میزان موثر بودن اسیدزدائی چوب پس از درمان با نانو ذرات قلیائی انجام شد. نمودار آنالیز حرارتی هر یک از نمونه ها در زیر دیده می شود:
7/345 oc نمونه شاهد که پیک پیرولیز سلولز در DTG .نمودار 7تصویر رخ می دهد .
نمونه درمان شده با محلول هیدروکسید باریم DTG. نمودار 8تصویر دارد (با یک اختلاف 3/354 ocکه نمونه یک پیک پیرولیز در دمای ) نسبت به نمونه شاهد) T Δ( ) +8/ 6 Ocدمای
بررسی نتایج در این پژوهش برخی نتایج در مورد کاربرد نانو ذرات هیدروکسید کلسیم و نانو ذرات هیدروکسید منیزیم پراکنده در محیط الکلی گزارش، و نتایج بدست آمده با برخی محلول های اسید زدای معمول مقایسه شد. بررسی اسید زدایی و آنالیز حرارتی انجام شد. pHبا کنترل تغییرات 2 و1 و نمودارهای 6 تا 1همان گونه که در جداول در نمونه های pHدیده شد، در روی سطح میزان بالا رفتن اسید زدایی شده با محلول های آمونیاک و هیدروکسید باریم بیشتر از نمونه های اسید زدایی شده با نانو مواد بود، اما pH هرچه از سطح، به پائین بررسی می شد، میزان تغییر میلی متری زیر سطح تغییر 15 کمتر بود، به گونه ای که در محسوسی دیده نشد، اما در نمونه های اسید زدایی شده pH سانتیمتری 2 در فضای پائین تر از pHبا نانو ذرات تغییرات زیر سطح همچنان محسوس بود. نتایج زیر بدست آمد : تصاویر SEMاز بررسی تصاویر ، پس از سه روز غوطه وری نمونه ها در مواد اسید زدا، SEM )D و نمونه C ، نمونهBگواه بر این است که هر سه نمونه (نمونه
نشریۀ مرمت، آثار و بافت های تاریخی، فرهنگی 1390دو فصلنامۀ علمی- پژوهشی، شماره اول ، بهار و تابستان
نمونه درمان شده با نانو ذرات هیدروکسید DTG . نمودار 9تصویر رخ می دهد (با یک 358 /7 کلسیم . پیک پیرولیز سلولز در دمای + نسبت به نمونه شاهد).13 OCاختلاف دمای
نمونه درمان شده با نانو ذرات هیدروکسید DTG . نمودار 10تصویر رخ می دهد (با یک اختلاف دمای 3/367منیزیم. پیک پیرولیز سلولز در + نسبت به نمونه شاهد). 22o C
میلی متری زیر 2)، در A در مقایسه با نمونه شاهد( نمونه با مواد پوشیده شده اند و خلل و فرج بافت ًسطح کاملا چوب پر شده است. پس می توان نتیجه گرفت که در هر میلی متری زیر سطح اسید زدایی به 2سه نمونه در ناحیه خوبی انجام شده است. میلی متری زیر سطح بیانگر 8 از فضای SEMتصاویر این است که هر سه نمونه در این فضا با مواد اسید زدا پوشیده شده اند و در این ناحیه اسید زدایی به خوبی در سه نمونه انجام شده است. میلی متری زیر سطح نیز پوشانندگی 15در فضای نمونه وجود دارد و خلل و فرج با مواد پر شده 3 در هر ذرات سفید رنگ که می توان گفت B3است، اما در نمونه نشان دهنده ذخیره قلیایی است، وجود ندارد. میلی متری نشان 15 فضای پایین تر از SEM تصاویر همچنان D4 و C4دهنده این است که در این ناحیه در نمونه مواد اسید زدا به این B4پوشانندگی وجود دارد، اما در نمونه ناحیه رسوخ نکرده اند و خلل و فرج پر نشده است. پیرسازی تسریعی هیدروترمال بر روی نمونه ها نشان
داد که استفاده از نانو ذرات برای اسید زدایی توانسته است به خوبی نمونه ها را در برابر روند فساد چوب ناشی از تخریب اسیدی حفظ کند. ( ماکزیمم درجه حرارت، DTG داده های خلاصه شده ، مربوط به پیرولیز سلولز) در نمونه چوب های درمان Tmax شده با هیدروکسید باریم - متانول ، نانو ذرات هیدروکسید کلسیم، نانو ذرات هیدروکسید منیزیم و نمونه شاهد (قطعه چوب قدیمی مطالعاتی قبل از درمان اسید زدایی) در زیر آمده هستند، که 367/3 oc تا 345/7 ocاست. این ارقام بین اختلاف دمای پیرولیز سلولز و میزان کاهش تخریب سلولز را در میان نمونه های درمان شده نشان می دهد. و A بالاتر از نمونه Bمیزان دمای پیرولیز در نمونه بالاتر از نمونه D و در نمونه B بالاتر از نمونه Cدر نمونه است. با توجه به نمودارهای آنالیز، نتیجه می شود که C پس از کاربرد مواد اسید زدا، استحکام چوب بالا می رود و نمونه های درمان شده با دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم و منیزیم رفتار دمایی بهتری را نشان می دهند.
مقایسه نانو مواد هیدروکسیدکلسیم و هیدروکسید منیزیم در اسیدزدایی چوب های خشک....
در آنالیز حرارتی، نمونه های اسید زدایی شده با نانو ذرات هیدروکسید کلسیم و منیزیم دمای پیرولیز بالاتری را نشان دادند و این نشانگر استحکام بخشی بیشتر نمونه های اسید زدایی شده با نانو مواد در مقایسه با مواد دیگر است. نانو ذرات کلسیم و منیزیم به آسانی داخل ساختار سانتی متری نفوذ می کنند که این 2 - 1چوب تا عمق زیر باعث بوجود آمدن ذخیره قلیایی در میان الیاف چوب می شود. به نظر می رسد نانو ذرات هیدروکسید منیزیم نسبت به نانو ذرات هیدروکسید کلسیم، عمق نفوذ بیشتری داشته و موثرتر هستند. این اختلاف، مربوط به یون مثبت فلزی (کاتیون) آنها و نیز اندازه ذرات می باشد. اندازه نانو ذرات منیزیم کوچکتر از اندازه نانو ذرات کلسیم است و این کوچکی اندازه، به نانو ذرات هیدروکسید منیزیم برای پیشروی بیشتر در خلل و فرج چوب کمک م یکند. اندازه نانو ذرات بسیار کوچک است، سایز ذرات بدون تناقض، ( حفرات سلولی) چوب هستند، که این 6" کوچکتر از "لومن خود هر گونه آسیب مکانیکی را نا ممکن م یکند.
. ماکزیمم درجه پیرولیز7جدول
نتیجه گیری نتایج بالا آشکارا این حقیقت را تائید م یکند که درمان با نانو ذرات در اسید زدایی، خنثی سازی بهتری را انجام می دهد، زیرا عمق نفوذ بیشتر و یکنواخت تری دارد، ذخیره قلیایی به جا می گذارد و از چوب در مقابل آسیب های آتی حفاظت می کند. نانو ذرات به حدی کوچک هستند که درون خلل و فرج ساختمان چوب نفوذ می کنند، سلولز را اسید زدایی می نمایند و مازاد نانو ذرات از لحاظ استوکیومتری تبدیل به فرم کربنات می شوند؛ یعنی با ) تشکیل می دهند و یک ذخیره قلیایی در چوب باقی می CaCO3 یاMgCO3(دی اکسید کربن یک بافر قلیایی ، دراز مدت برای چوب است. مزیت اصلی استفاده از ذرات کوچکًگذارند که نتیجه آن، تضمین مصونیت تقریبا نفوذ ژرف و همگن درون خلل و فرج ساختار چوب، و نیز کسب یک ذخیره قلیایی بیشتر با عمق نفوذ بیشتر توزیع شده درون نمونه ها است. روش اسیدزدایی با نانو ذرات بسیار آسان است و نتایج خوب و قابل اعتمادی دارد و به نظر می آید یکی از درمان با نانو ذرات یکی از بهترین روش های اسید زدایی چوب در ًبهترین روشهای خنثی سازی باشد و احتمالا مقایسه با روش هایی که تاکنون مورد استفاده قرار گرفته است.
ایران با توجه به تمدن کهن خود، آثار تاریخی و فرهنگی بسیار زیادی دارد. در بین این آثار ارزشمند که نیازمند تدابیر نگاهداشتی ویژه است، اشیاء چوبی فراوان دیده می شود، چوب که ماده ای ناپایدار است، نیازمند نگاهداشت دقیق است اسیدی شدن از جمله آسیب هایی است که باعث تخریب چوب می شود. در این پژوهش سعی شده با استفاده از فناوری جدید نانو( با توجه به ابعاد و ویژگی های نانو مواد) و با رعایت اصول نگاه داشتی، راهکار مرمتی کارآمد و به روزی برای اسید زدایی چوبینه های تاریخی ارائه شود. نمونه چوب آزمایشی در این پروژه یک نمونه چوب مطالعاتی قدیمی مربوط به اوایل قرن دهم هجری ) است. چوب مذکور در قطعات هم اندازه برش خورد و با محلول نانو مواد هیدروکسیدکلسیم 3/98 حدود pH(با و هیدروکسید منیزیم، به شیوه غوطه وری اسید زدایی شد. پس از بررسی نتایج به دست آمده از آزمایش های اسید زدایی، مشخص شد درمان با نانو ذرات هیدروکسید منیزیم، خنثی سازی بهتری را در پی دارد، زیرا، عمق نفوذ بیشتر و یکنواخت تری دارد، ذخیره قلیایی مناسبی بر جا می گذارد و چوب را در برابر آسیب های آتی مقاوم تر م یکند.
کلید واژه ها : چوب، محافظت، اسید زدایی، نانو تکنولوژی، سلولز، هیدروکسید کلسیم، هیدروکسید منیزیم
مقایسه نانو مواد هیدروکسیدکلسیم و هیدروکسید منیزیم در اسیدزدایی چوب های خشک....
مقدمه چوب به عنوان یک ماده ارزشمند و یکی از موهبت هایی که به سهولت در دسترس انسان قرار داده شده به لحاظ افزار خوری و شکل پذیری آسان و قابلیت تبدیل به انواع فرآورده ها، در همه اعصار، مزیتی چشمگیر بر سایرمواد جامد داشته است. چوب دارای تنوع وسیعی از نظر بافت، رنگ و چگالی است. در مقایسه با فولاد هم وزنش، مقدار بار بیشتری را تحمل می کند. برخلاف بسیاری از مواد دیگر، در برابر مواد شیمیایی ضعیف (رقیق) مقاوم، و عایق الکتریسیته وگرما است چوب بر خلاف این خصوصیات خوب و پر شمار، می سوزد و می تواند در معرض حمله حشرات، قارچ ها قرار گیرد. بر اثر تغییرات رطوبت 1و جانوران حفار دریایی محیط، هم کشیده و واکشیده می شود و مقاومت آن در برابر نیروها در تمامی جهات یکسان نیست. چوب به لحاظ ساختار ویژه، مانند کلیه مواد آلی می تواند به آسانی تحت تاثیر عوامل مختلف و مخرب بیوتیک و آبیوتیک، تخریب )14 -10 :1386 گردد. (ویلکینسون، امروزه با استفاده از فناوری روز می توان معایب چوب را بر طرف و آن را اصلاح کرد. از جمله ویژگی هایی که با استفاده از فناوری نانو افزایش می یابد، پایداری در برابر رطوبت، پرتو فرابنفش، فساد میکروبی و انواع ویژگی های ظاهری از قبیل سختی و مقاومت در برابر آتش است. امکان های جدید برای غلبه بر ویژگی هایی از چوب که موجب نامرغوبی آن می شود عبارتند از: نفوذپذیری در برابر رطوبت، پوسیدگی میکروبی، پوسیدگی در اثر دما، انواع جدیدی از چسب ها و روکش های سطحی با مقاومت افزایش یافته برای شرایط متفاوت رطوبتی و آب و هوایی، با استفاده از فناوری نانو ساخته شده است. چوب و کامپوزیت های چوبی، به ویژه در مصارف بیرونی، اغلب در معرض تهاجمات باکتریایی مانند لکه های آبی، کپک ها و قارچ های نابود کننده چوب قرار دارند. جلوگیری از تماس باکتری ها با سطح چوب می تواند روش مناسبی برای به حداقل رساندن تکثیر کلونی های میکروبی و یا تشکیل کپک در چوب باشد. اصلاح سطح چوب با استفاده از نانو ذرات سیلیکا، تکثیر باکتری ها و کلونی های قارچ ها را به طور چشمگیری کاهش می دهد. امروزه فناوری های نوین و نوظهور نوید بخش روش های درمانی و حفاظتی کارآمد و موثر در مرمت آثار تاریخی هستند. ویژگی بارز این فناوری ها وابستگی آنها به علم روز
است و کاربری آنها در حوزه های مختلف، از جمله حفاظت از میراث فرهنگی، به خلاقیت و وسعت دانش و توانائی متخصصان این حوزه منوط است. از جمله این فناوری ها، نانو فناوری است که توانایی بدست گرفتن کنترل ماده در ابعاد نانو متری( ملکولی) و بهره برداری از خواص و پدیده های این دست از مواد، ابزارها و سیستم های نوین است. امروزه چشم انداز روشنی برای استفاده از قابلیتهای این فناوری درحوزه حفاظت از .)20 :1387 میراث فرهنگی وجود دارد "(عطاری، نانو تکنولوژی نانوتکنولوژی عنوانی است که برای اولین بار توسط دکتر در کتاب موتورهای آفرینش 1986اریک درکسلر در سال به کار برده شد. نانوتکنولوژی به مجموعه اقدام هایی اتلاق می گردد که با آن می توان تا با شناخت دقیق ماهیت مواد، ساختار و خواص آنها، به دقت کنترل شگفت آوری دست یافت. مقیاس نانو به مقیاس اتم ها و مولکول ها نزدیک است، پس می توان گفت نانو تکنولوژی عبارت است از فناوری در سطوح اتم ها، مولکول ها، و ابر مولکول ها در .)1387 نانومتر (سلیمی، 100محدوده یک تا مشخص نیست برای اولین بار چه زمانی از مواد نانو سایز استفاده شده است. مشهور است که در قرن چهارم میلادی شیشه سازان رومی، شیشه هایی حاوی فلزات نانو سایز می ساختند. یک محصول مصنوع از این دوره، جام لیکورگوس است که در موزه بریتانیا نگه داری می شود. این جام که صحنۀ مرگ پادشاه لیکورگوس را در بر دارد، از شیشه های آهکی کربنات سدیم ساخته شده و حاوی نانو ذرات طلا و نقره است. وقتی که منبع نور داخل این جام قرارگیرد، رنگ جام از سبز به قرمز پر رنگ تغییر می کند. تنوع فوق العاده رنگ های زیبا در پنجره های کلیساهای قرون وسطی، بدلیل وجود نانو ذرات فلزی در .)26 - 6 :1385 این شیشه ها بوده است (پی پول و دیگران، تلالو سرخ و طلائی کاشی های زرین فام ایرانی نیز به دلیل پی بردن به خواص برخی مواد در مقیاس نانومتری و استفاده هوشیارانه از آن در تزئینات کاشی بوده است. ثابت شده که تلالو طلائی در کاشی های زرین فام، ًاخیرا به دلیل استفاده از نانو ذرات نقره و تلالو سرخ، مربوط به نانو ذرات مس در لعاب کاشی است، که سرانجام سبب پیدایش اثرات کروماتیکی مختلف در این سفال ها می شده .)32 :1386 است (کریمی، در فرآیند ارائه یک پیشنهاد درمانی، هدف، پیداکردن
نشریۀ مرمت، آثار و بافت های تاریخی، فرهنگی 1390دو فصلنامۀ علمی- پژوهشی، شماره اول ، بهار و تابستان
و استفاده موثر از مواد هماهنگ با مواد اولیه شیء یا بنای درمان شده است، چرا که برگشت پذیری درمان به تنهائی کافی نیست، بلکه موادی که در فرآیند درمان مورد استفاده قرار می گیرند باید با مواد سازنده هماهنگی داشته باشند و خود، چه در فرآیند استفاده و درمان اثر و چه در زمانی که به اقتضای نیاز اثر، باید زدوده شود، موجب ایجاد آسیب نشود. رمز حیات، قابلیت باز درمانی است. بنابر این استفاده از روشهایی با چنین خصوصیاتی در تداوم حیاط یک اثر تاریخی و هنری همواره لازم است. از آنجا که هر اثر تاریخی و هنری، منحصر به فرد شمرده می شود، راه حل های درمان و حفاظت از آن نیز قابل تعمیم به مواد ًمخصوص به خود آن است و لزوما دیگر نیست. پس داشتن یک متدولوژی روشن برای شناخت مشکلات اثر و ارزیابی قابلیت گزینه های موجود برای درمان آن، و نیز فراهم کردن شرایطی که در آن بتوان سرعت مکانیسم تخریب طبیعی و غیر قابل اجتناب اثر را که سرانجام موجب نابودی مواد سازنده آن می شود .)20 :1387 کند کرد، بهترین اقدام ممکن است (عطاری، سلولز و چگونگی تخریب آن چوب به عنوان ماده خام آلی ناهمگن، از عناصر اصلی کربن، اکسیژن، نیتروژن و ترکیبات سفیده ای تشکیل شده است. از این عناصر اصلی، اتصالات شیمیائی با ترکیبات مختلف تولید می شود که ترکیبات اصلی و جانبی چوب را تشکیل می دهند. از ترکیبات اصلی می توان هولو سلولز و لیگنین، و از ترکیبات جانبی می توان چربی، روغن، موم، صمغ، نشاسته، قند، مواد معدنی، تانن و رنگ و نیز .) هولوسلولزها 15 -16 :1385 آلکالوئید را نام برد (عنایتی، .)17 :1385 در واقع شامل سلولز و پلی اوز هستند (عنایتی، سلولز فراوان ترین ماده آلی در سطح زمین است که در تمام گیاهان خشکی و به صورت فیبری وجود دارد. مقدار درصد 42 ± 2سلولز در چوب نرمال تقریبا ثابت است، .) گذشت زمان سبب تغییر در ویژگی های 82 :1386(اف سو، فیزیکی و شیمیایی الیاف سلولزی می شود که عموما نامیده می شود. 2" "کهنگی طبیعی فرآیند کهنه شدن، همان تجزیه و تخریب سلولز در طول زمان است. علل این تجزیه و تخریب که ناشی از فرآیند بازیابی الیاف سلولز و یا ناشی از محیط است، متعدد بوده و عبارت است از: دما، نور، رطوبت، آلودگی های محیطی، زیست مخرب ها، ناخالصی ها، مواد اضافی و غیره. هریک از این عوامل ذکر شده به گونه ای سبب تجزیه و تخریب
سلولز می شود. با این همه، مکانیسم های اصلی تجزیه را می توان به سه دسته کلی تقسیم کرد: واکنش هیدرولیز، واکنش اکسیداسیون، واکنش اتصال عرضی، که هیدرولیز کاتالیز شده با عوامل اسیدی مهم ترین عامل تجزیه سلولز است. نتیجه حاصل از واکنش های ذکر شده، شکسته شدن و تجزیه زنجیرهای سلولزی و سرانجام دپلیمریزاسیون سلولز است که کاهش مقاومت فیزیکی الیاف را می توان .)1387 به آن نسبت داد (دهقانی، اسید زدایی اسید زدایی به عنوان یک عمل مرمتی - حفاظتی و به و زدودن حالت اسیدی و نیز مقاوم pHمعنای بالا بردن کردن شیء ضعیف شده در برابر عوامل مخرب است. "اسید، کاتالیزور تخریب هیدرولیزی مولکول های پلیمر سلولز است که طول زنجیر آن را کاهش می دهد. حتی یک شکست کوچک زنجیر برای هر مولکول سبب کاهش قابل توجه خواص فیزیکی می شود. قلیاهای ضعیف غلظت اسید و میزان واکنش های هیدرولیز اسیدی را کاهش .) "درمان قلیایی سلولز سبب Kohler,2008( " می دهند جلوگیری ازکاهش درجه پلیمریزاسیون و بهبود اتصال های .)Toth et al, 2003: 513-515( " عرضی می شود باید دقت کرد که در پروسه اسید زدایی نباید از قلیاهای قوی و یا از مدت زمان طولانی جهت اسید زدایی استفاده کرد، زیرا"اسید زدایی قوی می تواند به خاطر شکستن حلقه گلوکز بدون آب در زنجیره سلولز، فرآیند تخریب .)Bicchieri et al ,2006: 1186-1192( "را سرعت بخشد ساختمان کریستالی سلولز با قلیاهای قوی تخریب می شود که طی آن، ماده قلیایی سبب واکشیدگی شده و ساختمان سلولز را به طور غیر قابل بازگشتی تخریب م یکند. آزمایش ها برای بررسی تاثیر عوامل قلیایی در اندازه نانو، در چوب های خشک تاریخی، تاثیر روش اسید زدایی غیر آبی، دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم و منیزیم با یکدیگر، و نیز با روش های معمول اسید زدایی غیر آبی آمونیاک و هیدروکسید باریم مقایسه شد. در اینجا از هیدروکسید های قلیایی فلزی استفاده شد زیرا هیدروکسید های قلیایی فلزی سبب افزایش چگالی، افزایش پایداری در برابر عوامل مخرب شیمیایی، افزایش مقاومت کششی، استحکام بیشتر، صاف و هموار شدن الیاف سلولزی می شوند.
برای اسید زدایی از شیوه های مختلف می توان استفاده روز 3 کرد که در اینجا شیوه غوطه وری با مدت زمان مورد آزمایش قرار گرفت. .آماده سازی نمونه ها 1 "پیش بینی زندگی واقعی از روی نتایج آزمایشگاهی کار آسانی نیست و افزون بر این، باید در نظر داشت که این گونه بسته ای انجام می شود که ً آزمایش ها در سامانه های کاملا تحت تاثیر یک یا دو عامل است. این شکاف بزرگ ًصرفا بین دانش و دنیای واقعی، تاثیراتی مهم بر جای گذاشته دانشمند باید بین نمونه های دنیای واقعی و ًاست. معمولا نمونه های استاندارد آزمایشگاهی یکی را برگزیند. نتایجی که از گروه اول به دست می آید بندرت تکرار پذیر است، اما دسته دوم نتایج تکرار پذیری در اختیار می گذارد که به راحتی نمی توان آن را به اشیای نگاهداشتی تکرار نشدنی .)1388 واقعی نسبت داد "(میونز ویناس، در گام اول باید نمونه آزمایشی تهیه و آماده سازی شود، که برای آن، نمونه از چوب مورد نظر تهیه و به طور مصنوعی پیر سازی، و سپس مواد مختلف روی آن آزموده و مقایسه می شود. برای اینکه نتیجه بهتری به دست آید، از یک تکه نمونه چوب قدیمی مطالعاتی استفاده شد که بر اساس نظر کارشناسان، از روی شواهد فن شناسی اثر، مربوط به اوایل قرن دهم هجری بود آزمایش گونه شناسی انجام، و نوع چوب چنار تشخیص داده شد. بر روی این تکه چوب "طبق .) تست اندازه Gindle et al, 2002: 3209("یک روش استاندارد بود 3/98 بدست آمده حدود pH انجام شد. pHگیری که این رقم نشان دهنده یک میزان اسیدیته بالا برای این نمونه بود. برای انجام آزمون ها قطعه چوب قدیمی اندازه گیری شد. نمونه ها با اندازه های مساوی برش خورد و قطعات نمونه آماده شدند. .سنتز نانو ذرات هیدروکسید کلسیم2 برای سنتز نانو ذرات هیدروکسید کلسیم از روش پلی در H2O2.CaCl2 استفاده شد، بدین ترتیب که ابتدا پودر3ال حل شد. سپس محلول آبی 90 ocاتیلن گلیکول در دمای به عنوان عامل رسوب دهنده تهیه شد. ابتدا محلولNaOH و اتیلن گلیکول در بالن ته صافی ریخته، روی H2O2 .CaCl2 هیتر همزن قرار داده، در حین حرارت توسط مگنت به 90 شدت هم زده شد. زمانی که دمای محلول به حدود 0oc با دمای NaOHدرجه سلیسیوس رسید، محلول آبی
درجه سلیسیوس به صورت قطره قطره به آن افزوده 8 شد. در طول واکنش، اکسیژن محیط توسط گاز ازت حذف درجه سلیسیوس 90 می شد، طی واکنش سعی شد دما از پایین تر نیاید، زیرا دمای واکنش یکی از عوامل مهم تاثیر گذار بر روی اندازه، خواص و ویژگی های نانو ذرات است. دقیقه در دمای 5پس از پایان واکنش، محصول واکنش دقیقه پیر سازی 5 درجه به شدت به هم زده، یا در واقع 90 شد. عواملی مانند دمای واکنش، غلظت واکنش گرها، نسبت مولار، اندازه قطرات، فاصله زمانی بین قطرات و زمان پیر سازی بر روی اندازه، شکل و خواص نانو ذرات بسیار موثر هستند. پس از ته نشین شدن محصول واکنش، محلول رویی دور ریخته، و رسوب باقیمانده، در پنج نوبت با آب مقطر شسته و سانتریفوژ شد تا محصولات فرعی و اتیلن گلیکول آن جدا شود. پس از آن رسوب حاصله در دستگاه اولتراسونیک لخته زدایی شد و سپس رسوب به دست قرار گرفت 120oc ساعت در آون در دمای 6آمده به مدت .)Salvadori et al, 2001: 2371(
. نانو ذرات سنتز شده ( نگارنده)1تصویر
32000 ( با بزرگنمایی Ca)OH(2 نانو ذراتSEM . تصویر 2تصویر ، FE-SEM، نوع: SEM: philips XL20برابر، مشخصات دستگاه محل آزمایش: اصفهان)
نشریۀ مرمت، آثار و بافت های تاریخی، فرهنگی 1390دو فصلنامۀ علمی- پژوهشی، شماره اول ، بهار و تابستان
بعد از خشک شدن رسوب حاصله، برای تشخیص اندازه گرفته شد، که در آن SEMذرات رسوب، از آن تصویر نانومتر دیده شدند( که تصویر 300 تا 100ذرات بین برابر در ذیل آمده است).32000 آن با بزرگنمایی SEM
. تهیه نانو ذرات هیدروکسید منیزیم 3 نانو ذرات هیدروکسید منیزیم برای آزمایش، به صورت پودر از شرکت سیگما آلدریچ امریکا خریداری شد.مشخصات پودر نانو هیدروکسید منیزیم عبارت است از : CASBO9 - 42 - 8Mg(OH(2 ; FW58.33 mp350c; d2,36 Nanopowder; <100 nm 99.9% metalsbasis Product of USA . محلول های اسید زدا 4 موادی که قرار بود نسبت به یکدیگر مقایسه شوند عبارت بودند از : آمونیاک- هیدروکسید باریم- هیدروکسید کلسیم- هیدروکسید منیزیم- نانو ذرات هیدروکسید کلسیم و نانو ذرات هیدروکسید منیزیم، که محلول های آنها ساخته شد. برای اسید زدایی چوب، بالا استفاده کرد. زیرا "قلیاهای pH نمی توان از قلیاهایی با " سبب تخریب شدید الیاف سلولزی می شوند 12> pHبا .)www.cmu.edu/acrc/alkaline – damag. html( ً تقریباpHدر ساخت محلول ها وجه اشتراک بین آنها، یکسان آنها در نظر گرفته شد. هیدروکسید باریم و آمونیاک به صورت ًعموما محلول های غیر آبی، مانند آمونیاک - متانول و هیدروکسید باریم - متانول استفاده می شوند. در این آزمون محلول های غیر آبی اسید زدای معمول(آمونیاک و هیدروکسید باریم) با
نانومواد (دیسپرسیونا لکلی نانو هیدروکسید کلسیم و منیزیم) مقایسه شدند.همزمان محلول های ماکرو (هیدروکسید کلسیم و هیدروکسید منیزیم) نیز با آنها مقایسه شد در این پروژه اسید زدایی به روش غوطه وری انجام شد. . آزمون اسید زدایی 5 11 تا 10 /6 آنها بین pH محلول های ساخته شده که نمی رود) بر 10/6 محلول هیدروکسید منیزیم بالاتر ازpH(بود روی نمونه چوب های آزمون به کار برده شدند. در این آزمون از روش غوطه وری به دو صورت انجام شد، به این ترتیب که یک نمونه بصورت کامل در محلول اسیدزدا غوطه ور، و ابتدایی 1/3 (از نمونه دیگر چوب، فقط قسمت ابتدایی آن نمونه چوب) در محلول قرار داده شد. انتخاب شدند 11 تا 10/ 6 بین pH محلول با 6در این مقایسه متانول، محلول هیدروکسید باریم - متانول، –( محلول آمونیاک محلول آبی هیدروکسید کلسیم، محلول آبی هیدروکسید منیزیم، دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم و دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیزیم). سپس )Giorgi et al ,2006( روز 3 نمونه ها در این مواد به مدت ارتفاع، قرار 1/3 به دو شیوه غوطه وری کامل و غوطه وری pHداده شدند. برای مقایسه میزان نفوذ این مواد و تغییر در عمق های مختلف، نمونه ها از وسط برش داده شدند و 3 تا 1 – میلی متری زیر سطح 1در فضاهای: سطح تا میلی متری زیر سطح 6 تا 4 میلی متری زیر سطح - میلی متری 11 تا 9 – میلی متری زیر سطح 9 تا 7 - 16 میلی متری زیر سطح و بیشتر از 16 تا 15 –زیر سطح سنجی شد، pH متر دیجیتالی pH میلی متری زیر سطح با که نتایج آن در جدول های زیر آمده است. برای اینکه میزان نمونه انتخاب، و از 3عمق نفوذ بهتر تشخیص داده شود، گرفته شد: SEMفضاهای مختلف زیر سطح آنها تصویر 8 www.cmu.edu/acrc/alkaline ( "سلَلسی هی ضًَذ .) در ساخت هحلَلْا ٍجِ اضتراک تیی آًْا، – damag. html تقریثاً یکساى آًْا در ًظر گرفتِ ضذ. pH عوَهاً ّیذرٍکسیذ تارین ٍ آهًَیاک تِ صَرت هحلَل ّای غیر آتی، هاًٌذ آهًَیاک - هتاًَل ٍ ّیذرٍکسیذ تارین -هتاًَل استفادُ هی ضًَذ. در ایی آزهَى هحلَلْای غیر آتی اسیذ زدای هعوَل( آهًَیاک ٍ ّیذرٍکسیذ تارین) تا ًاًَهَاد (دیسپرسیَى الکلی ًاًَ ّیذرٍکسیذ کلسین ٍ هٌیسین) هقایسِ ضذًذ. ّوسهاى هحلَل ّای هاکرٍ( ّیذرٍکسیذ کلسین ٍ ّیذرٍکسیذ هٌیسین) ًیس تا آًْا هقایسِ ضذ در ایی پرٍشُ اسیذ زدایی تِ رٍش غَطِ ٍری اًجام ضذ. - آزمون اسید زدایی 5 ًوی رٍد) تر رٍی 10/6 هحلَل ّیذرٍکسیذ هٌیسین تالاتر ازpHتَد( 11 تا10 /6 آًْا تیی pHهحلَل ّای ساختِ ضذُ کِ ًوًَِ چَب ّای آزهَى تِ کار تردُ ضذًذ. در ایی آزهَى از رٍش غَطِ ٍری تِ دٍ صَرت اًجام ضذ، تِ ایی ترتیة کِ یک اتتذایی ًوًَِ چَب) 1/3ًوًَِ تصَرت کاهل در هحلَل اسیذزدا غَطِ ٍر، ٍ از ًوًَِ دیگر چَب، فقط قسوت اتتذایی آى( در هحلَل قرار دادُ ضذ. - هتاًَل، هحلَل ّیذرٍکسیذ تارین –اًتخاب ضذًذ( هحلَل آهًَیاک 11 تا 10/ 6 تیی pHهحلَل تا 6در ایی هقایسِ هتاًَل، هحلَل آتی ّیذرٍکسیذ کلسین، هحلَل آتی ّیذرٍکسیذ هٌیسین، دیسپرسیَى الکلی ًاًَ ررات ّیذرٍکسیذ کلسین ٍ )تِ دٍ Giorgi et al 2006( رٍز 3 دیسپرسیَى الکلی ًاًَ ررات ّیذرٍکسیذ هٌیسین). سپس ًوًَِ ّا در ایی هَاد تِ هذت در عوق ّای pH ارتفاع، قرار دادُ ضذًذ. ترای هقایسِ هیساى ًفَر ایی هَاد ٍ تغییر 1/3ضیَُ غَطِ ٍری کاهل ٍ غَطِ ٍری 4 -هیلی هتری زیر سطح 3 تا 1 –هیلی هتری زیر سطح 1هختلف، ًوًَِ ّا از ٍسط ترش دادُ ضذًذ ٍ در فضاّای: سطح تا هیلی هتری زیر سطح ٍ 16 تا 15 –هیلی هتری زیر سطح 11 تا 9 –هیلی هتری زیر سطح 9تا 7 -هیلی هتری زیر سطح 6تا سٌجی ضذ، کِ ًتایج آى در جذٍلْای زیر آهذُ است.pH هتر دیجیتالی pHهیلی هتری زیر سطح تا 16 تیطتر از
. محلول آمونیاک -متانول 1جدول
هیلیوتر 1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر 6تا 4 pH
هیلیوتر 9تا 7 pH
هیلیوتر 13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 10 4 / 73 5 / 48 6 / 07 7 / 20 7 / 90 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 / 03 4 / 36 5 / 20 5 / 64 7 / 17 7 / 87 1 ⁄ 3غَطِ ٍری . محلول آمونیاک - متانول1جدول
مقایسه نانو مواد هیدروکسیدکلسیم و هیدروکسید منیزیم در اسیدزدایی چوب های خشک....
. محلول باریم - متانول2جدول
. محلول آبی هیدروکسید کلسیم3جدول
. محلول آبی هیدروکسید منیزیم4جدول
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم5جدول
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیزیم6جدول
9
. محلول باریم -متانول 2جدول
هیلیوتر 1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر 6تا 4 pH
هیلیوتر 9تا 7 pH
هیلیوتر 13تا 9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 10 5 / 31 6 / 47 6 / 64 7 / 32 7 / 89 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 / 01 5 / 15 6 / 07 6 / 89 7 / 50 7 / 92 1⁄ 3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید کلسیم3جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 04 4 / 81 5 / 14 5 / 24 6 / 97 7 / 26 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 3 / 98 4 / 19 4 / 34 5 / 09 6 / 82 7 / 18 1⁄3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید منیسیم4جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 13 5 / 23 6 / 35 6 / 60 7 / 80 7 / 87 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 5 5 / 97 6 / 41 7 / 65 7 / 80 1⁄3 غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم5جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 4 / 91 5 / 09 5 / 19 5 / 44 5 / 90 6 / 52 6 / 89 غَطِ ٍری کاهل 4 / 30 4 / 87 5 5 / 29 5 / 45 6 / 49 6 / 93 1⁄3غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیسیم6جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 6 / 31 6 / 68 7 / 06 7 / 19 7 / 27 7 / 48 7 / 99 غَطِ ٍری کاهل 6 / 21 6 / 41 7 7 / 17 7 / 24 7 / 42 7 / 87 1/3غَطِ ٍری
9
. محلول باریم -متانول 2جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر 6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 10 5 / 31 6 / 47 6 / 64 7 / 32 7 / 89 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 / 01 5 / 15 6 / 07 6 / 89 7 / 50 7 / 92 1⁄ 3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید کلسیم3جدول
هیلیوتر 1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر 6تا 4 pH
هیلیوتر 9تا 7 pH
هیلیوتر13تا9 pH
هیلیوتر 16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 04 4 / 81 5 / 14 5 / 24 6 / 97 7 / 26 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 3 / 98 4 / 19 4 / 34 5 / 09 6 / 82 7 / 18 1⁄3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید منیسیم4جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 13 5 / 23 6 / 35 6 / 60 7 / 80 7 / 87 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 5 5 / 97 6 / 41 7 / 65 7 / 80 1⁄3 غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم5جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 4 / 91 5 / 09 5 / 19 5 / 44 5 / 90 6 / 52 6 / 89 غَطِ ٍری کاهل 4 / 30 4 / 87 5 5 / 29 5 / 45 6 / 49 6 / 93 1⁄3غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیسیم6جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 6 / 31 6 / 68 7 / 06 7 / 19 7 / 27 7 / 48 7 / 99 غَطِ ٍری کاهل 6 / 21 6 / 41 7 7 / 17 7 / 24 7 / 42 7 / 87 1/3غَطِ ٍری
9
. محلول باریم -متانول 2جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر 6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 10 5 / 31 6 / 47 6 / 64 7 / 32 7 / 89 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 / 01 5 / 15 6 / 07 6 / 89 7 / 50 7 / 92 1⁄ 3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید کلسیم3جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 04 4 / 81 5 / 14 5 / 24 6 / 97 7 / 26 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 3 / 98 4 / 19 4 / 34 5 / 09 6 / 82 7 / 18 1⁄3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید منیسیم4جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر 6تا 4 pH
هیلیوتر 9تا 7 pH
هیلیوتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 13 5 / 23 6 / 35 6 / 60 7 / 80 7 / 87 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 5 5 / 97 6 / 41 7 / 65 7 / 80 1⁄3 غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم5جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 4 / 91 5 / 09 5 / 19 5 / 44 5 / 90 6 / 52 6 / 89 غَطِ ٍری کاهل 4 / 30 4 / 87 5 5 / 29 5 / 45 6 / 49 6 / 93 1⁄3غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیسیم6جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 6 / 31 6 / 68 7 / 06 7 / 19 7 / 27 7 / 48 7 / 99 غَطِ ٍری کاهل 6 / 21 6 / 41 7 7 / 17 7 / 24 7 / 42 7 / 87 1/3غَطِ ٍری
9
. محلول باریم -متانول 2جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر 6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 10 5 / 31 6 / 47 6 / 64 7 / 32 7 / 89 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 / 01 5 / 15 6 / 07 6 / 89 7 / 50 7 / 92 1⁄ 3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید کلسیم3جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 04 4 / 81 5 / 14 5 / 24 6 / 97 7 / 26 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 3 / 98 4 / 19 4 / 34 5 / 09 6 / 82 7 / 18 1⁄3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید منیسیم4جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 13 5 / 23 6 / 35 6 / 60 7 / 80 7 / 87 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 5 5 / 97 6 / 41 7 / 65 7 / 80 1⁄3 غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم5جدول
هیلیوتر 1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر 6تا 4 pH
هیلیوتر 9تا 7 pH
هیلیوتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 4 / 91 5 / 09 5 / 19 5 / 44 5 / 90 6 / 52 6 / 89 غَطِ ٍری کاهل 4 / 30 4 / 87 5 5 / 29 5 / 45 6 / 49 6 / 93 1⁄3غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیسیم6جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 6 / 31 6 / 68 7 / 06 7 / 19 7 / 27 7 / 48 7 / 99 غَطِ ٍری کاهل 6 / 21 6 / 41 7 7 / 17 7 / 24 7 / 42 7 / 87 1/3غَطِ ٍری
9
. محلول باریم -متانول 2جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر 6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا 9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 10 5 / 31 6 / 47 6 / 64 7 / 32 7 / 89 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 / 01 5 / 15 6 / 07 6 / 89 7 / 50 7 / 92 1⁄ 3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید کلسیم3جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13تا9 pH
هیلیوتر16تا15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 04 4 / 81 5 / 14 5 / 24 6 / 97 7 / 26 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 3 / 98 4 / 19 4 / 34 5 / 09 6 / 82 7 / 18 1⁄3غَطِ ٍری
. محلول آبی هیدروکسید منیسیم4جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 3 / 98 4 / 13 5 / 23 6 / 35 6 / 60 7 / 80 7 / 87 غَطِ ٍری کاهل 3 / 98 4 5 5 / 97 6 / 41 7 / 65 7 / 80 1⁄3 غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم5جدول
هیلیوتر1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر3تا 1 pH
هیلیوتر6 تا 4 pH
هیلیوتر9 تا 7 pH
هیلیوتر13 تا 9 pH
هیلیوتر16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 4 / 91 5 / 09 5 / 19 5 / 44 5 / 90 6 / 52 6 / 89 غَطِ ٍری کاهل 4 / 30 4 / 87 5 5 / 29 5 / 45 6 / 49 6 / 93 1⁄3غَطِ ٍری
. دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید منیسیم6جدول
هیلیوتر 1 رٍش سطح تا pH
هیلیوتر 3تا 1 pH
هیلیوتر 6تا 4 pH
هیلیوتر 9تا 7 pH
هیلیتر 13تا 9 pH
هیلیوتر 16تا 15 pH
هیلیوتر15تیص از pH 6 / 31 6 / 68 7 / 06 7 / 19 7 / 27 7 / 48 7 / 99 غَطِ ٍری کاهل 6 / 21 6 / 41 7 7 / 17 7 / 24 7 / 42 7 / 87 1/3غَطِ ٍری
نشریۀ مرمت، آثار و بافت های تاریخی، فرهنگی 1390دو فصلنامۀ علمی- پژوهشی، شماره اول ، بهار و تابستان
نمودار جداول بالا در زیر آمده است: 3/1(یرو هطوغ تلاح رد داوم هسیاقم(
depth(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
pH
3
4
5
6
7
8
9
کاینومآ یبآ ریغ میراب دیس کوردیه یبآ ریغ میسل ک دیس کوردیه یبآ میزینم دیس کوردیه یبآ میسل ک ونان یل کلا نویسرپسید میزینم ونان یل کلا نویسرپسید
یرو هطوغ هسیاقم
depth(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
pH
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
کاینومآ یبآ ریغ میراب دیس کوردیه یبآ ریغ میسل ک دیس کوردیه یبآ میزینم دیس کوردیه یبآ میسل ک ونان یل کلا نویسرپسید میزینم ونان یل کلا نویسرپسید در همه مواد . مقایسه روش غوطه وری کامل در همه مواد 1/3 . مقایسه روش غوطه وری 1نمودار 2نمودار نمونه شاهد ← Aنمونه نمونه اسید زدایی شده با محلول هیدروکسید ← Bنمونه باریم - متانول نمونه اسید زدایی شده با دیسپرسیون الکلی ← C نمونه نانو ذرات هیدروکسید کلسیم نمونه اسید زدایی شده با دیسپرسیون الکلی ← Dنمونه نانو ذرات هیدروکسید منیزیم
B A1نمونه 1نمونه
D C1نمونه 1نمو نه ، محل آزمایش: اصفهان)FE-SEM، نوع: SEM: philips XL20 برابر، مشخصات دستگاه 5000 میلیمتری زیر سطح( با بزرگنمایی 2 نمونه ها از SEM. تصویر 3تصویر
١٠
اﺳﺖ ﻧﻤﻮدار ﺟﺪاول ﺑﺎﻻ در زﻳﺮ آﻣﺪه :
() 1/3 مقایسه مواد در حالت غوطه وری
depth(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
pH
3
4
5
6
7
8
9
غـــیر آبـــی آمونیــــاک غــــیر آبــــی ھیدروکســــید بــــاریم آبــــــی ھیدروکســــــید کلســــــیم آبـــــی ھیدروکســـــید منـــــیزیم دیسپرســــــیون الکلــــــی نــــــانو کلســــــیم دیسپرســـــیون الکلـــــی نـــــانو منـــــیزیم
. 1ﻧﻤﻮدار مواد ١/٣ مقایسه روش غوطه وری در ھمه
١١
مقایســه غوطــه وری
depth(mm)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
pH
3.5
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
غــــیر آبــــی آمونیــــاک غــــیر آبــــی ھیدروکســــید بــــاریم آبــــــی ھیدروکســــــید کلســــــیم آبـــــی ھیدروکســـــید منـــــیزیم دیسپرســــــیون الکلــــــی نــــــانو کلســــــیم دیسپرســـــیون الکلـــــی نـــــانو منـــــیزیم .ھمه 2 ﻧﻤﻮدار مقایسه روش غوطه وری کامل در مواد
3 ﺑﺮای اﻳﻨﻜﻪ ﻣﻴﺰان ﻋﻤﻖ ﻧﻔﻮذ ﺑﻬﺘﺮ ﺗﺸﺨﻴﺺ داده ﺷﻮد، SEM ﻧﻤﻮﻧﻪ اﻧﺘﺨﺎب، و از ﻓﻀﺎﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ زﻳﺮ ﺳﻄﺢ آﻧﻬﺎ ﺗﺼﻮﻳﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﺪ : ﺷﺎﻫﺪ ← A ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ ← B ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ اﺳﻴﺪ زداﻳﻲ ﺷﺪه ﺑﺎ ﻣﺤﻠﻮل ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ ﺑﺎرﻳﻢ- ﻣﺘﺎﻧﻮل دﻳﺴﭙﺮﺳﻴﻮ ← C ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻧﻤﻮﻧﻪ اﺳﻴﺪ زداﻳﻲ ﺷﺪه ﺑﺎ ﻛﻠﺴﻴﻢ ن اﻟﻜﻠﻲ ﻧﺎﻧﻮ ذرات ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ ﻧﻤ ﺑﺎ ← D ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻮﻧﻪ اﺳﻴﺪ زداﻳﻲ ﺷﺪه دﻳ ﻧﺎﻧﻮ ﺴﭙﺮﺳﻴﻮن اﻟﻜﻠﻲ ذرات ﻫﻴﺪروﻛﺴﻴﺪ ﻣﻨﻴﺰﻳﻢ 2 از اﻳﻦ ﻧﻤﻮﻧﻪ ﻫﺎ در ﻓﻀﺎﻫﺎی 8 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮی زﻳﺮ ﺳﻄﺢ، 15 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮی زﻳﺮ ﺳﻄﺢ، 15 ﻣﻴﻠﻴﻤﺘﺮی زﻳﺮ ﺳﻄﺢ و ﻓﻀﺎی ﭘﺎﻳﻴﻦ ﺗﺮ از ﻣﻴﻠﻲ ﻣﺘﺮی ) 18ﺣﺪود ﻣﻴﻠﻲ ﻣﺘﺮی ( زﻳﺮ ﺷﺪ SEM ﺳﻄﺢ ﺗﺼﻮﻳﺮ ﮔﺮﻓﺘﻪ .
مقایسه نانو مواد هیدروکسیدکلسیم و هیدروکسید منیزیم در اسیدزدایی چوب های خشک....
، محل آزمایش: اصفهان)FE-SEM،نوع:SEM: philips XL20 برابر، مشخصات دستگاه 5000 میلیمتری زیر سطح( با بزرگنمایی 8 نمونه ها از SEM. تصویر 4تصویر
B A2نمونه 2نمونه
C2نمونه
B A3نمونه 3نمونه
D C3نمونه 3نمونه
D2نمونه
، محل آزمایش: اصفهان)FE-SEM، نوع: SEM: philips XL20 برابر، مشخصات دستگاه 5000 میلیمتری زیر سطح( با بزرگنمایی 15 از SEM. تصویر 5تصویر
نشریۀ مرمت، آثار و بافت های تاریخی، فرهنگی 1390دو فصلنامۀ علمی- پژوهشی، شماره اول ، بهار و تابستان
B A4نمونه 4نمونه
D C4نمونه 4نمونه ، محل آزمایش: اصفهان)FE-SEM، نوع: SEM: philips XL20 برابر، مشخصات دستگاه 5000 میلیمتری ( با بزرگنمایی 15 ازفضای پائین تر از SEM. تصویر 6تصویر
8 میلیمتری زیر سطح، 2 از این نمونه ها در فضاهای میلیمتری زیر سطح و فضای 15میلیمتری زیر سطح، میلی متری ) زیر سطح 18 میلی متری ( حدود 15 پایین تر از گرفته شد.SEMتصویر )DTGA( 4. آنالیز حرارتی6 سلولز یک پارامتر مهم در فرآیند تخریب 5 "دمای پیرولیز است و با اسیدینه چوب نسبت دارد. کاهش دمای پیرولیز سلولز در حال تخریب با کاهش درجه پلیمری آن مربوط می شود " .)14 -20 :1387(عطاری، ) یک روش DTGA( "آنالیز دیفرانسیل ترموگراویمتریک خوب و مطمئن برای توصیف مواد آلی نامتجانس است. مطالعه تخریب حرارتی چوب یک ابزار مهم اطلاعاتی مفید برای تشخیص وضعیت سلولز قبل و بعد از درمان اسید زدایی است. دمای بالا در رخدادهای حرارتی گواهی بر وضعیت بهتر فیزیکی و شیمیایی در حفاظت سلولز، همی سلولز و لیگنین چوب .)Giorgi et al, 2006: 569( "است 390 oc تا 160 oc "براساس مقالات، در دامنه حرارتی در ساختار بزرگ مولکولی چوب تخریب اتفاق می افتد. " ) از آنجا که در پروسه اسید زدایی، Soares et al 1995: 275( عوامل تخریبی کاهش پیدا م یکند، احتمال استحکام بخشی
نیز وجود دارد. برای تشخیص میزان استحکام بخشی نمونه ها، پس از پروسه اسید زدایی و سپس پیر سازی حرارتی، از آنالیز دیفرانسیل ترموگراویمتریک استفاده شد. . آماده سازی نمونه ها برای آنالیز7 چهار نمونه چوب برای آنالیز انتخاب شد: )، نمونه اسید زدایی شده با محلول A نمونه شاهد (نمونه )، نمونه های چوب B متانول(نمونه – هیدروکسید باریم اسید زدایی شده با استفاده نانو ذرات هیدروکسید کلسیم ) انتخاب D )و نانو ذرات هیدروکسید منیزیم(نمونه C(نمونه روز در مواد اسید زدا غوطه ور 3 شدند. نمونه ها پس از اینکه بودند با آب مقطر شسته شدند. نمونه ها پس از خشک شدن پیر سازی شدند. . پیر سازی نمونه ها8 برای تشخیص میزان سودمندی و درجه تاثیر درمان اسید زدایی بر روی چهار نمونه گفته شده، پیر سازی حرارتی انجام شد (گر چه تغییر و تبدیل دقیق در پیر سازی مصنوعی با 120 مدت پیر شدن واقعی متفاوت است). پیر سازی با مدت زمان %78 درجه سلیسیوس و رطوبت نسبی 80ساعت در دمای .)Giorgi et al, 2002: 8198 - 88203(انجام شد
مقایسه نانو مواد هیدروکسیدکلسیم و هیدروکسید منیزیم در اسیدزدایی چوب های خشک....
. آنالیزحرارتی نمونه ها9 ) نمونه ها، در DTG( منحنی های ترموگراویمتریک TA4000 حالت غیر هم دمایی پویا با استفاده از دستگاه ثبت شد.system TG50 شرایط آزمایشگاهی ،900 O C (دمای محیط) تا 21O C "رنج حرارتی از ،OC/min10، میزان حرارت 2 - 5 mgوزن نمونه . تخریب اسیدی، توسط مکانیسم N2 min/ml100جریان هیدرولیز به سرعت صورت می گیرد و پلیمر سلولز به اولیگومر با وزن مولکولی کمتر تبدیل می شود. تجزیه حرارتی در این ترکیب نیاز به انرژی کمتری دارد و به همین دلیل پیرولیز حرارتی مقدار کمتری تغییرات را .)Giorgi et al, 2006: 568-569( " نشان می دهد آنالیز حرارتی برای تعیین میزان موثر بودن اسیدزدائی چوب پس از درمان با نانو ذرات قلیائی انجام شد. نمودار آنالیز حرارتی هر یک از نمونه ها در زیر دیده می شود:
7/345 oc نمونه شاهد که پیک پیرولیز سلولز در DTG .نمودار 7تصویر رخ می دهد .
نمونه درمان شده با محلول هیدروکسید باریم DTG. نمودار 8تصویر دارد (با یک اختلاف 3/354 ocکه نمونه یک پیک پیرولیز در دمای ) نسبت به نمونه شاهد) T Δ( ) +8/ 6 Ocدمای
بررسی نتایج در این پژوهش برخی نتایج در مورد کاربرد نانو ذرات هیدروکسید کلسیم و نانو ذرات هیدروکسید منیزیم پراکنده در محیط الکلی گزارش، و نتایج بدست آمده با برخی محلول های اسید زدای معمول مقایسه شد. بررسی اسید زدایی و آنالیز حرارتی انجام شد. pHبا کنترل تغییرات 2 و1 و نمودارهای 6 تا 1همان گونه که در جداول در نمونه های pHدیده شد، در روی سطح میزان بالا رفتن اسید زدایی شده با محلول های آمونیاک و هیدروکسید باریم بیشتر از نمونه های اسید زدایی شده با نانو مواد بود، اما pH هرچه از سطح، به پائین بررسی می شد، میزان تغییر میلی متری زیر سطح تغییر 15 کمتر بود، به گونه ای که در محسوسی دیده نشد، اما در نمونه های اسید زدایی شده pH سانتیمتری 2 در فضای پائین تر از pHبا نانو ذرات تغییرات زیر سطح همچنان محسوس بود. نتایج زیر بدست آمد : تصاویر SEMاز بررسی تصاویر ، پس از سه روز غوطه وری نمونه ها در مواد اسید زدا، SEM )D و نمونه C ، نمونهBگواه بر این است که هر سه نمونه (نمونه
نشریۀ مرمت، آثار و بافت های تاریخی، فرهنگی 1390دو فصلنامۀ علمی- پژوهشی، شماره اول ، بهار و تابستان
نمونه درمان شده با نانو ذرات هیدروکسید DTG . نمودار 9تصویر رخ می دهد (با یک 358 /7 کلسیم . پیک پیرولیز سلولز در دمای + نسبت به نمونه شاهد).13 OCاختلاف دمای
نمونه درمان شده با نانو ذرات هیدروکسید DTG . نمودار 10تصویر رخ می دهد (با یک اختلاف دمای 3/367منیزیم. پیک پیرولیز سلولز در + نسبت به نمونه شاهد). 22o C
میلی متری زیر 2)، در A در مقایسه با نمونه شاهد( نمونه با مواد پوشیده شده اند و خلل و فرج بافت ًسطح کاملا چوب پر شده است. پس می توان نتیجه گرفت که در هر میلی متری زیر سطح اسید زدایی به 2سه نمونه در ناحیه خوبی انجام شده است. میلی متری زیر سطح بیانگر 8 از فضای SEMتصاویر این است که هر سه نمونه در این فضا با مواد اسید زدا پوشیده شده اند و در این ناحیه اسید زدایی به خوبی در سه نمونه انجام شده است. میلی متری زیر سطح نیز پوشانندگی 15در فضای نمونه وجود دارد و خلل و فرج با مواد پر شده 3 در هر ذرات سفید رنگ که می توان گفت B3است، اما در نمونه نشان دهنده ذخیره قلیایی است، وجود ندارد. میلی متری نشان 15 فضای پایین تر از SEM تصاویر همچنان D4 و C4دهنده این است که در این ناحیه در نمونه مواد اسید زدا به این B4پوشانندگی وجود دارد، اما در نمونه ناحیه رسوخ نکرده اند و خلل و فرج پر نشده است. پیرسازی تسریعی هیدروترمال بر روی نمونه ها نشان
داد که استفاده از نانو ذرات برای اسید زدایی توانسته است به خوبی نمونه ها را در برابر روند فساد چوب ناشی از تخریب اسیدی حفظ کند. ( ماکزیمم درجه حرارت، DTG داده های خلاصه شده ، مربوط به پیرولیز سلولز) در نمونه چوب های درمان Tmax شده با هیدروکسید باریم - متانول ، نانو ذرات هیدروکسید کلسیم، نانو ذرات هیدروکسید منیزیم و نمونه شاهد (قطعه چوب قدیمی مطالعاتی قبل از درمان اسید زدایی) در زیر آمده هستند، که 367/3 oc تا 345/7 ocاست. این ارقام بین اختلاف دمای پیرولیز سلولز و میزان کاهش تخریب سلولز را در میان نمونه های درمان شده نشان می دهد. و A بالاتر از نمونه Bمیزان دمای پیرولیز در نمونه بالاتر از نمونه D و در نمونه B بالاتر از نمونه Cدر نمونه است. با توجه به نمودارهای آنالیز، نتیجه می شود که C پس از کاربرد مواد اسید زدا، استحکام چوب بالا می رود و نمونه های درمان شده با دیسپرسیون الکلی نانو ذرات هیدروکسید کلسیم و منیزیم رفتار دمایی بهتری را نشان می دهند.
مقایسه نانو مواد هیدروکسیدکلسیم و هیدروکسید منیزیم در اسیدزدایی چوب های خشک....
در آنالیز حرارتی، نمونه های اسید زدایی شده با نانو ذرات هیدروکسید کلسیم و منیزیم دمای پیرولیز بالاتری را نشان دادند و این نشانگر استحکام بخشی بیشتر نمونه های اسید زدایی شده با نانو مواد در مقایسه با مواد دیگر است. نانو ذرات کلسیم و منیزیم به آسانی داخل ساختار سانتی متری نفوذ می کنند که این 2 - 1چوب تا عمق زیر باعث بوجود آمدن ذخیره قلیایی در میان الیاف چوب می شود. به نظر می رسد نانو ذرات هیدروکسید منیزیم نسبت به نانو ذرات هیدروکسید کلسیم، عمق نفوذ بیشتری داشته و موثرتر هستند. این اختلاف، مربوط به یون مثبت فلزی (کاتیون) آنها و نیز اندازه ذرات می باشد. اندازه نانو ذرات منیزیم کوچکتر از اندازه نانو ذرات کلسیم است و این کوچکی اندازه، به نانو ذرات هیدروکسید منیزیم برای پیشروی بیشتر در خلل و فرج چوب کمک م یکند. اندازه نانو ذرات بسیار کوچک است، سایز ذرات بدون تناقض، ( حفرات سلولی) چوب هستند، که این 6" کوچکتر از "لومن خود هر گونه آسیب مکانیکی را نا ممکن م یکند.
. ماکزیمم درجه پیرولیز7جدول
نتیجه گیری نتایج بالا آشکارا این حقیقت را تائید م یکند که درمان با نانو ذرات در اسید زدایی، خنثی سازی بهتری را انجام می دهد، زیرا عمق نفوذ بیشتر و یکنواخت تری دارد، ذخیره قلیایی به جا می گذارد و از چوب در مقابل آسیب های آتی حفاظت می کند. نانو ذرات به حدی کوچک هستند که درون خلل و فرج ساختمان چوب نفوذ می کنند، سلولز را اسید زدایی می نمایند و مازاد نانو ذرات از لحاظ استوکیومتری تبدیل به فرم کربنات می شوند؛ یعنی با ) تشکیل می دهند و یک ذخیره قلیایی در چوب باقی می CaCO3 یاMgCO3(دی اکسید کربن یک بافر قلیایی ، دراز مدت برای چوب است. مزیت اصلی استفاده از ذرات کوچکًگذارند که نتیجه آن، تضمین مصونیت تقریبا نفوذ ژرف و همگن درون خلل و فرج ساختار چوب، و نیز کسب یک ذخیره قلیایی بیشتر با عمق نفوذ بیشتر توزیع شده درون نمونه ها است. روش اسیدزدایی با نانو ذرات بسیار آسان است و نتایج خوب و قابل اعتمادی دارد و به نظر می آید یکی از درمان با نانو ذرات یکی از بهترین روش های اسید زدایی چوب در ًبهترین روشهای خنثی سازی باشد و احتمالا مقایسه با روش هایی که تاکنون مورد استفاده قرار گرفته است.
