Факторы, влияющие на сохранность музейных предметов из химических волокон
Автор: Ермакова Н.В.
Журнал: Художественное наследие. Исследования. Реставрация. Хранение @journal-gosniir
Статья в выпуске: 1 (13), 2025 года.
Бесплатный доступ
В статье рассматриваются основные причины деградации искусственных и синтетических материалов (тканых и нетканых), входящих в структуру экспонатов из коллекций произведений декоративно прикладного искусства, и предметов, связанных с развитием науки и техники. Среди них есть предметы повседневной и спортивной одежды, образцы высокой моды, обувь, защитные костюмы, предметы интерьера (мебель, шпалеры, гардины), произведения современного искусства, игрушки. Они наглядно отражают развитие технологий и имеют важное значение для материаловедения, истории искусства, истории дизайна. Как показало анкетирование, проведенное в художественных, исторических, краеведческих, мемориальных и других отечественных музеях, основными проблемами сохранности экспонатов этой группы являются утрата формы и эластичности, охрупчивание, расслаивание, изменение цвета, появление пятен на поверхности, сечения, разрывы, липкая поверхность. Анализ причин нестабильности искусственных и синтетических материалов позволил установить, что факторы, влияющие на их сохранность, связаны с внутренним строением материалов (степенью ориентации полимеров, длиной цепи, кристалличностью) и процессами их производства, при этом скорость деградации во многом определяется внешними факторами, такими как свет, температура, влажность, содержание кислорода в воздухе, биологическое воздействие. Проведенный анализ должен способствовать разработке методик консервации экспонатов с химическими волокнами, а также определить оптимальные реставрационные материалы и операции, которые помогут продлить срок нахождения музейных предметов в коллекциях.
Музейные предметы, искусственные волокна, синтетические волокна, деградация, степень ориентации полимеров, кристалличность, консервация
Короткий адрес: https://sciup.org/170210250
IDR: 170210250
Factors affecting for the safety of museum objects made of chemical fibers
The article discusses the main causes of degradation of regenerated and synthetic materials (woven and non woven) included in the structure of museum objects from the collections of decorative and applied arts, the history of science and technology. Among exhibits of this group are objects of casual and sportswear, high fashion samples, shoes, protective suits, interior items (furniture, tapestries, curtains), works of modern art, toys. These artifacts visually reflect the development of technology and are important for materials science, art history, and design history. As the survey conducted in art, historical, local history, memorial and other domestic museums showed, the main problems of preservation of exhibits of this group are loss of shape and elasticity, embrittlement, delaminating, color change, the appearance of spots on the surface, splits, tears, sticky surface. The analysis of the causes of instability of regenerated and synthetic materials allowed us to establish that the factors affecting their safety are related to the internal structure of materials (degree of orientation of polymers, chain length, crystallinity) and their production processes, at the same time, the rate of degradation is largely determined by external factors such as light, temperature, humidity, oxygen content in the air and biological influence. The analysis carried out should contribute to the development of methods for the conservation of exhibits with chemical fibers, as well as determine the optimal restoration materials and operations that will help extend their stay in museum collections. The analysis carried out should contribute to the development of methods for the conservation of exhibits with chemical fibers in their structure, as well as determine the optimal restoration materials and operations that will help extend their stay in museum collections.
Текст научной статьи Факторы, влияющие на сохранность музейных предметов из химических волокон
Актуальность темы обусловлена наличием в отечественных музеях значительного количества экспонатов, которые имеют в своей структуре искусственные и синтетические материалы (тканые и нетканые). К сожалению, хранители отмечают, что экспонаты этой группы (повседневная одежда, образцы высокой моды, защитные костюмы, обувь, аксессуары, предметы интерьера, игрушки) разрушаются «драматично и очень быстро»1. Перед хранителями музейных коллекций и реставраторами стоит важная задача: сохранить предметы, которые «как исторические документы» наглядно отражают развитие технологий2 и имеют важное значение не только для материаловедения, но и «для понимания истории искусства и истории дизайна»3.
Как известно, в течение столетий некоторые натуральные текстильные волокна, например шелк, ценились на вес золота, поэтому в области производства тканей долгие годы шел поиск способа получения искусственной нити, способной его заменить. Однако самыми ранними искусственными материалами стали не волокна, а пластмассы, имитирующие дорогие натуральные материалы: слоновую кость, жемчуг, коралл, панцирь черепахи, гагат, мрамор, оникс. Именно в этом качестве пластик из нитрата целлюлозы часто присутствует в музейных коллекциях моды, искусства, технологий, социальной сферы и даже естественной истории. До 1960-х годов он использовался в широком ассортименте товаров для дома, декоративных изделий и промышленных деталей (расчесок, конструктивистских скульптур, деталей для самолетов и автомобилей, перламутровых корпусов и отделки для аккордеонов и других музыкальных инструментов, мячей для настольного тенниса)4.
В 1841 г. Louis Schwabe , работавший на Манчестерской мануфактуре, описал процесс экструзии (продавливание эластичной и вязкой массы сквозь тонкие отверстия-фильеры), с помощью которого, после застывания на воздухе, получалась тонкая нить, похожая на шелк. Другой способ получения искусственной нити предложил в 1855 г. швейцарский химик George Audemars , получивший английский патент на искусственный шелк. Он окунал иглу в кашицу из внутренней коры тутового дерева и смолы, а затем поднимал иглу, вытягивая нить, застывавшую на воздухе, но этот способ был ближе к научному эксперименту, чем к промышленному производству. Примерно в то же время английскому изобретателю Joseph Swan удалось получить методом экструзии искусственную шелковую нить из раствора нитроцеллюлозы в уксусной кислоте. Из волокон, имитирующих натуральные нити, дочери изобретателя соткали скатерти, экспонировавшиеся на выставке 1885 г. как «искусственный шелк». В 1890-е годы французский инженер Hilaire de Chardonnet наладил первое промышленное производство волокон искусственного шелка, получаемого в результате обработки целлюлозы азотной кислотой. В 1893 г. C. F. Cross, E. J. Bevan и C. Beadle предложили способ получения искусственного шелка из водно-щелочных растворов ксантогената целлюлозы (натриевой соли целлюлозоксантогеновой кислоты — сложного кислого эфира целлюлозы и дитиоугольной кислоты). Полученную этим способом нить они назвали «вискоид» (от лат. viscosus – клейкий, вязкий). Промышленный выпуск вискозных нитей начался в Великобритании в 1905 г., а в России первый завод по производству вискозных волокон появился в 1909 г. в Мытищах5. В первой четверти XX в. регенерированные из целлюлозы волокна нашли применение при производстве не только бытового текстиля, но и эксклюзивных тканей, что ознаменовало большие перемены в текстильной промышленности.
Первоначально химические нити рассматривались в качестве дешевого заменителя натуральных волокон. Однако в 1930-е годы, в результате освоения технологий производства синтетических волокон, область применения химических нитей значительно расширилась, так как свойства тканей, выработанных из них, позволяли изготавливать спецодежду, защитные костюмы, использовать в качестве каркасов резиновых изделий. Среди новых востребованных материалов оказались ткани из поливинилхлоридного (ПВХ) волокна, технология выпуска которого была освоена в 1932 году в Германии. Волокна ПВХ обладали высокой прочностью, свето-и химической стойкостью, очень низкой тепло- и электропроводностью, биоустойчивостью. С 1935 г. американская компания DuPont вела разработки синтеза полимеров. Ее специалистам удалось синтезировать полиамидное волокно, получившее название «нейлон» («найлон»). Волокно было устойчиво к воздействию микроорганизмов, обладало высокой прочностью, эластичностью, тепло-, морозо-, влаго-, масло-, бензо- и износостойкостью, а также низкой гигроскопичностью. Материал стал широко применяться при изготовлении чулочно-носочных изделий, производстве фильтров, канатов, в качестве кордных нитей для шин и других резинотехнических изделий. Кроме того, компания DuPont разработала технологии создания искусственной кожи, целлофана, синтетического каучука6.
В СССР в 1928 – 1932 гг. были построены первые заводы по выработке вискозного волокна, а к 1940 году «в промышленном масштабе» был налажен выпуск ацетатных, капроновых, лавсановых, нитроновых волокон7.
С середины XX в. интенсивное развитие технологий позволило получать волокна, свойства которых направленно изменялись благодаря физическому, химическому и/или биологическому воздействиям: варьировались условия вытягивания и термообработки, вводились биологически активные препараты, соединения тяжелых металлов и/или другие добавки, регулировались размеры фибрилл, степени ориентации полимеров. Химические волокна как сырьевая база для текстильной промышленности использовались для выпуска однослойных тканей, тканей, покрытых полимерной пленкой, тканей с двухсторонним полимерным покрытием, трехслойных тканей со структурой текстиль-полимер-текстиль.
Ткани из синтетических волокон (полиамидных — капрон, полиэфирных — лавсан, полиуретановых — спандекс, полиакрилонитрильных — нитрон, поливинилхлоридных — хлорин, поливинилспиртовых — винол, полиолефиновых — полипропилен) востребованы при производстве спортивной одежды, защитных костюмов для экстремальных условий (для пожарных и водолазов, летчиков и космонавтов)8. В мире моды синтетические ткани ценились как материалы, «идеально воплощавшие дух "космической эры"», при этом внимание дизайнеров было сосредоточено на цвете в сочетании со значительной эластичностью и мягкостью изделий9. Ткани из ацетата, капрона, кримплена долгие годы считались более модными, чем выполненные из натуральных нитей. Кроме того, дизайнерами «активно использовались искусственная кожа и мех», «вспененная резина, или синтетический каучук»10.
К сожалению, искусственные и синтетические материалы оказались недолговечны. Основными проблемами сохранности экспонатов из них являются утрата формы и эластичности, охрупчивание, расслаивание, изменение цвета, появление пятен на поверхности, сечения, разрывы, липкая поверхность.
Значительную роль в деградации химических волокон играет их структура, образующаяся в результате синтеза из множества различных компонентов с помощью сложных и агрессивных технологий, поэтому стабильность конечного продукта напрямую связана с производственными процессами. Например, реакционный раствор для производства нитратцеллюлозного пластика представляет собой сложную смесь целлюлозы, азотной кислоты, серной кислоты, воды, сульфатов целлюлозы, нитратов целлюлозы, сульфоновой кислоты и сложных эфиров нитросульфокислот, оксицеллюлозы и гидроцеллюлозы, а физические свойства конечного продукта определяет степень нитрования гидроксилов целлюлозы (т. е. количество азота в цепочках полимера). Пластик, содержащий 10,5% азота, может быть использован для производства формованных пластмасс, а содержащий 11,5% — для производства пленок. Важную регулирующую роль на первом этапе создания пластика играет серная кислота, благодаря которой происходит реакция модификации полимера с образованием сложных эфиров сульфата целлюлозы, которые затем заменяются нитратами. На качество нитратцеллюлозы влияет этап удаления остаточных количеств серной кислоты и сульфатов. В стабильных пластмассах общее содержание сульфатов составляет менее 0,1%, в то время как в нестабильных — от 0,8 до 0,99% свободного сульфата и от 0,24 до 0,63% сульфата целлюлозы. Не удаленная на этапе промывки серная кислота разрушает целлюлозную полимерную основу пластика, а сульфатные эфиры могут образовывать свободные кислоты и катализировать разложение пластика, поэтому он быстро деградирует с появлением деформации, желтизны или коричневой окраски11.
Существенное влияние на скорость деградации оказывают красители и процессы окрашивания, антистатические добавки и отделочные материалы12. Так, под действием пластификаторов нитроцеллюлозный полимер разрушается, однако добавка в массу нитрата целлюлозы оксида цинка, карбоната цинка или карбоната кальция (для имитации слоновой кости и других непрозрачных материалов) повышает его стабильность13.
Хранители и реставраторы отмечают, что искусственные и синтетические волокна относительно более устойчивы по сравнению с пластмассами и пленками, хотя музейные предметы из них имеют такие эффекты старения, как пожелтение, низкая прочность во влажном состоянии. Только в редких случаях синтетические или регенерированные волокна разрушаются до полной потери структурной целостности, особенно когда в одном объекте химические волокна смешаны с натуральными нитями. На механические свойства волокон (прочность, растяжение, гибкость), а также на их химическую и биологическую стойкость влияют такие фундаментальные и взаимосвязанные свойства полимера, как ориентация, длина цепи и кристалличность14. Например, стабильность химических нитей можно улучшить, повысив их кристалличность. В случае натуральных волокон соотношение кристаллических и аморфных областей контролируется природой, а при изготовлении искусственных и синтетических волокон это соотношение можно регулировать в процессе растяжения (вытягивания, волочения) экструдированной нити на завершающем этапе производства. Так, растяжение нейлонового волокна производят в холодном состоянии до тех пор, пока не будет достигнута точка, в которой оно начинает сопротивляться дальнейшему удлинению; при этом длина волокна увеличивается в несколько раз по сравнению с первоначальной. После растяжения нейлоновая нить не имеет тенденции к возвращению в первоначальное состояние. Растяжение приводит к выравниванию молекул в аморфных областях нити, в результате чего нейлон становится высококристаллическим волокном (65–85% волокна представляют собой кристаллические области). Молекулы полимера, выстроившиеся вдоль продольной оси волокна, образуют множество вторичных (преимущественно водородных) связей, что увеличивает его прочность15.
На сохранность искусственных и синтетических материалов влияют многие внешние факторы. Воздействие света, кислорода, температуры ослабляет связи между повторяющимися звеньями из углерода, водорода и других элементов в полимерах.
Под воздействием света происходит нарушение морфологии химических нитей, что проявляется в утрате прочности, появлении липкой поверхности, пожелте-нии16. Желтизна на экспонатах говорит о начавшемся процессе деградации волокон. В заполненных хранителями музеев анкетах желтизна отмечена на многих экспонатах из капрона, поролона и других синтетических материалов. Например, в Российском этнографическом музее (Санкт-Петербург) пожелтение выявлено на сшитых из капрона свадебном платье (инв. № 7563-10/1; ил. 1 ) и покрывале невесты (инв. № 7669-9), а также на поролоновых элементах знамени адыгейцев (инв. № 12393-2; ил. 2 ). Желтизна и коричневые пятна искажают экспозиционный вид синтетической термостойкой ткани скафандра В. Н. Кубасова (Владимиро-Суздальский музей-заповедник, инв. № В-24943; ил. 3 ). Желтизна отмечена сотрудниками Музея-заповедника истории Дальнего Востока (Владивосток) на синтетических пленках, из которых выполнены вымпелы (инв. № МПК 9242/26 ( ил. 4 ) и еще 4 экспоната).
Ил. 1.
Платье свадебное. Чеченцы.
1960-е гг. Капрон, шелк. Российский этнографический музей. —
URL: collections?id=32395402
(дата обращения 20.12.2024)
Ил. 2.
Ореховое знамя. Адыгейцы.
Конец XX в. Дерево, поролон. Российский этнографический музей. — URL: portal/#/collections?id=53116281 (дата обращения 20.12.2024)
Ил. 3 (слева).
Скафандр Кубасова В. Н. 1975 г. Ткань синтетическая, трикотаж синтетический, резина, пластмасса, шнур, ткань хлопчатобумажная, металл. Государственный
Владимиро-Суздальский историкоархитектурный и художественный музей-заповедник. — URL: collections?id=1520607 (дата обращения 20.12.2024)
Ил. 4 (справа).
Вымпел. 1970-е гг. Клеенка.
Государственный объединенный музей-заповедник истории Дальнего Востока имени В. К. Арсеньева. — URL: collections?id=51931302
