历史文物中的塑料如何保护？英国学者开发出SPMEGCMS法

　　英国伦敦大学学院可持续遗产研究所可持续文化遗产讲师Katherine Curran介绍了她使用挥发性有机化合物（VOC）分析和固相微萃取-气相色谱-质谱联用分析法（SPME-GC-MS）对博物馆文物进行分类的工作。

　　问：您的小组一直在使用挥发性有机化合物（VOC）分析和固相微萃取-气相色谱-质谱（SPME-GC-MS）对博物馆文物进行分类。是什么让你的小组开始这项研究的？

　　答：我们知道，对VOCs的分析是一项非常强大的技术，而且已经广泛用于医疗应用。许多使其在医学上有用的特征与文物极为相关，例如VOC分析是无创性的，并且可以通过分析复杂的组分混合物获得有用的信息，例如特定疾病的诊断。与博物馆文物一起工作时，这些都是非常重要的功能，因为您可以使分析无创性变得更好。博物馆文物也非常复杂，所以能够处理这种复杂性的技术在这方面也非常有用。

　　在我们的研究小组中，有一些从历史文献中研究VOCs的研究，并表明VOC排放可能与材料特性和材料降解有关。博物馆藏品中塑料的保存比纸张、石头或木材等旧材料的保存要少得多。然而，博物馆中的塑料可能是目前最脆弱的材料，而一些最早的和最具实验性的塑料现在已经进入博物馆。其中一些已被发现相当迅速和戏剧性地下降。因此，需要进行大量的研究来了解降解过程以及如何最好地保存这些物体。

　　将所有这些结合在一起，我们认为使用VOC分析可以提供对塑料等高分子博物馆文物退化的重要见解，同时作为非侵入性方法来识别退化迹象。

　　问：您研究过哪种聚合物文物？

　　答：在伦敦的泰特，我们分析了三种雕塑，其中两种雕塑的材料在博物馆收藏中是最早和最不确定的，它们是由醋酸纤维素或硝酸纤维素制成的。这些是艺术家Naum Gabo和Antoine Pevsner的作品。

　　在实验室中，我们分析了200多个物体。这些被选择包括已知在博物馆和档案收藏品中发现的梳子和零件的聚合物等。从大约20世纪30年代开始，就有一些黑胶唱片、塑料玩具、珠宝、陶器和新生产的聚合物样品等。

　　问：你能介绍一下你为这项研究选择的色谱方法吗？为什么使用这种方法？

　　答：我们使用的是SPME-GC-MS方法。SPME是由加拿大安大略省滑铁卢大学的Janusz Pawliszyn在20世纪90年代初开发的。我们用它来分析物体顶部的VOCs。它使用带有吸附剂涂层的纤维从顶部空间收集VOC，然后在GC-MS系统的进样口解吸。

　　我们之所以选择它是因为它使用简单，并且可以无损的现场分析博物馆商店或画廊中的人工制品。

　　问：分析这些有价值的文物时，是否需要采取特别的预防措施？

　　答：这一切都是在Tate合作者的支持下完成的。我们与高级保护科学家Joyce Townsend和保育经理Deborah Cane合作。当我们将SPME纤维放入具有人工制品的箱子中来监督的工作时。 SPME-GC-MS是一种无损的技术，因此我们所需要做的就是将纤维放在物体的旁边并放置1周。这些照片可以在论文中看到。

　　问：您有哪些方法或发现是创新性的？

　　答：没有人使用VOC分析来了解博物馆物品里以前塑料的退化情况。对某些类型的塑料制品表现出的VOC特征进行了研究，但我们的方法着眼于如何使用统计分析来识别VOC的降解产物。这建立在先前混合VOCs用于医学研究的疾病诊断上。

　　问：可以采取措施制止博物馆文物中聚合物的降解吗？

　　答：目前，最好的方法是控制存放或展示人造物品的环境。对于塑料，一些物品被放置在冷藏库中以减缓化学降解的速度。在许多博物馆中，相对湿度也受到控制，因此基于水解的化学反应也被抑制。一些有问题的塑料在分解时会排出酸，这会加速变质并对其他物体产生影响。因此，一些博物馆将吸收剂放入博物馆的储存容器中以吸收这些酸。然而，这些方法对于所有对象都是有用的，并不总是很清楚，需要做更多的研究来确定何时这些措施是有用的，何时不是。

　　对于清洁或处理损坏的博物馆中塑料物品的最佳方式也进行了很少的研究。作为一项名为Nanorestart的欧洲大型项目的一部分，正在研究开发用于保护当代艺术作品的纳米材料：http://www.nanorestart.eu/

　　问：还有其他色谱技术来保存博物馆文物吗？

　　答：我们使用凝胶渗透色谱（GPC）来确定聚合物材料的分子量。一般来说，色谱在博物馆保护中非常重要。有一个专门的会议叫做MaSC“质谱和色谱用户组”：https：//mascgroup.org/。人们使用热解（Py-GC-MS），GC-MS，液相色谱LC-MS，高效液相色谱HPLC和许多其他技术来鉴定复杂混合物的组分，如历史涂料。

　　Katherine Curran自2013年起担任UCL可持续遗产研究所可持续遗产研究所的可持续遗产讲师。

（本文根据LCGC Katherine Curran博客编译）