HORIBA 用于測試丙烯酸漆膜和紙質(zhì)支撐物以及配制水性清潔溶液的pH值和電導(dǎo)率

已開發(fā)出一種用于紙質(zhì)支撐物上的丙烯酸涂料膜的新型水性清潔系統(tǒng)。與從瓊脂糖凝膠顆粒中獲得的丙烯酸涂料膜和紙質(zhì)支撐物的 pH 值和電導(dǎo)率讀數(shù)相匹配的等滲水性清潔溶液已被證明可有效減少或去除污垢、灰塵、活躍的霉菌生長和相關(guān)污漬、潮汐線污漬和變色。

介紹
丙烯酸涂料是一種快干涂料，由懸浮在丙烯酸聚合物乳液中的顏料制成。不同品牌的成分不同，甚至不同顏料的成分也不同。濕丙烯酸乳液的典型成分是水（約 65% 體積）、丙烯酸聚合物、顏料、表面活性劑、分散劑、殺菌劑、增稠劑和無機(jī)成分，以及藝術(shù)家添加的其他材料。丙烯酸涂料是水溶性的，但干燥后會(huì)變得防水。在老化和清潔過程中，各種丙烯酸涂料膜的顏色反應(yīng)不同。
紙質(zhì)丙烯酸藝術(shù)品對(duì)水性清潔方法很敏感。兩個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn)是漆膜膨脹和表面活性劑或顏料破壞。2011 年丙烯酸涂料表面清潔 (CAPS) 研討會(huì)上展示了使用 LAQUAtwin pH 和電導(dǎo)率袖珍儀表來減輕上述風(fēng)險(xiǎn)的新型水性清潔系統(tǒng)。LAQUAtwin pH 和電導(dǎo)率儀表用于測試丙烯酸涂料表面并配制定制的水性清潔溶液。
在 CAPS 水性清潔系統(tǒng)中，先制備瓊脂糖凝膠顆粒并將其應(yīng)用于評(píng)估丙烯酸漆膜和紙質(zhì)支撐物的表面 pH 值和電導(dǎo)率。然后根據(jù)讀數(shù)配制等滲水性清潔溶液，并根據(jù)丙烯酸漆膜和紙質(zhì)支撐物的近似 pH 值和電導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)整。  
LAQUAtwin pH 和電導(dǎo)率計(jì)具有平面?zhèn)鞲衅?，可在幾秒鐘?nèi)分析微量樣品。這些防水袖珍儀表具有自動(dòng)緩沖液識(shí)別功能，可自動(dòng)校準(zhǔn)，并具有自動(dòng)溫度補(bǔ)償 (ATC) 功能，可實(shí)現(xiàn)精確測量。這兩種儀表都有三種不同型號(hào)，每種都配有兩種標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)溶液。
方法
A. 制備 2% (w/v) 瓊脂糖顆粒
原料：
100 毫升蒸餾水或去離子水
2.0 g VII 型瓊脂糖，低膠凝溫度
2 滴 Germaben II，延長保質(zhì)期的防腐劑（可選）
將 100 毫升去離子水加熱至 198oF (92oC)。
關(guān)火并加入 2.0 克瓊脂糖粉并攪拌。
攪拌 5-10 分鐘，直至無結(jié)塊。根據(jù)需要將其放回加熱板上，以保持溫度恒定。
冷卻至大約 140oF (60oC)，然后加入 2 滴 Germaben II 攪拌。
立即將混合物倒入 4 個(gè)已消毒的培養(yǎng)皿中。
讓培養(yǎng)皿冷卻直至凝膠化完成，大約需要 20 分鐘。
使用 3 毫米活檢穿刺器從冷卻的凝膠中提取圓柱形顆粒。
對(duì)于紙質(zhì)支撐物上的潮汐線污漬，增加瓊脂糖的重量以制成 4% 或 5% (w/v) 凝膠，并使用預(yù)先混合的 pH 和電導(dǎo)率調(diào)節(jié)的水溶液，而不是去離子水。高濃度凝膠以顯著降低的速率輸送水分，從而減輕或消除測試區(qū)域周圍潮汐線的形成。通過適當(dāng)?shù)乃{(diào)節(jié)增加污漬處的離子活性，可以限制紙張膨脹并控制吸水率。
B. 丙烯酸漆膜或紙質(zhì)支撐物的取樣
在室溫下，將單個(gè)瓊脂糖顆粒涂抹在丙烯酸漆膜或紙質(zhì)支撐物上（見圖 1）。

圖 1：瓊脂糖顆粒位于丙烯酸漆膜的表面上。

對(duì)于取樣漆膜，請(qǐng)選擇代表 80% 純色和顏色混合的顏色。讓顆粒在表面上停留 45 到 60 秒。對(duì)于取樣帶有潮汐線染色的紙質(zhì)支撐物，涂抹 3 個(gè)具有不同電導(dǎo)率的顆粒并停留 2-10 分鐘。

C. 儀表校準(zhǔn)
根據(jù)制造商的說明，使用套件中包含的各自標(biāo)準(zhǔn)溶液校準(zhǔn) LAQUAtwin pH 和電導(dǎo)率計(jì)。
D. 瓊脂糖顆粒的電導(dǎo)率分析
使用鈍鑷子將 3 毫米瓊脂糖顆粒放入電導(dǎo)率傳感器的孔中。必須小心地將顆粒推到儀表背面，以便與兩種鈦/鉑黑色金屬直接接觸。鑷子不得接觸金屬，以免損壞它們。電導(dǎo)率讀數(shù)穩(wěn)定后記錄下來。在測試另一個(gè)顆粒之前，用去離子水沖洗傳感器。
E. 瓊脂糖顆粒的 pH 分析
電導(dǎo)率分析后，用鈍鑷子將相同的 3 毫米瓊脂糖顆粒放在 pH 傳感器上。用一兩滴去離子水潤濕顆粒，以將可溶性成分釋放到平板玻璃傳感器中。確保整個(gè)平板玻璃傳感器都覆蓋有瓊脂糖凝膠和去離子水的混合物。在 1 分鐘的平衡時(shí)間后記錄穩(wěn)定的 pH 讀數(shù)。在測試另一個(gè)顆粒之前，用去離子水沖洗傳感器。
F. 水性清潔溶液的配制
按照以下步驟制備與丙烯酸漆膜或紙質(zhì)支撐物上的 pH 值和電導(dǎo)率讀數(shù)相匹配的水性清潔溶液。每種溶液的 pH 值和電導(dǎo)率讀數(shù)應(yīng)在十分之幾以內(nèi)，電導(dǎo)率讀數(shù)應(yīng)在約 500 µS 以內(nèi)。
表 1 和表 2 分別列出了 pH 值調(diào)整為 1000µS/cm 和 6000µS/cm 的水的成分。如果要制備這些表中的溶液，請(qǐng)按照步驟 1 和步驟 2 中所示的體積使用乙酸、去離子水和氫氧化銨。

原料：
蒸餾水或去離子水 冰醋酸 氫氧化銨
將幾滴乙酸 (CH3CO2H) 加入去離子水中并混合。
加入 10% 氫氧化銨 (NH4OH) 調(diào)整 pH 值。混合溶液。
將制備好的溶液滴到 pH 和電導(dǎo)率傳感器上，以測試 pH 和電導(dǎo)率。確保電導(dǎo)率樣品槽和平面 pH 玻璃傳感器被溶液覆蓋。
如果需要，可逐滴添加 0.5 毫升 10% NH4OH 以提高 pH 值，或用去離子水稀釋以降低電導(dǎo)率。稀釋示例：要將電導(dǎo)率降低一半，而 pH 值沒有明顯變化，請(qǐng)以 1:1 的比例用去離子水稀釋最終溶液。

為了保存水性清潔溶液，請(qǐng)?jiān)诿颗刑砑右坏?Germaben II，并將其存放在冰箱內(nèi)經(jīng)過消毒的密封容器中。出現(xiàn)霉菌時(shí)，請(qǐng)丟棄溶液。
要清潔漆膜，請(qǐng)用水性清潔溶液輕輕潤濕手卷棉簽，然后涂抹 3-4 次。紙質(zhì)支撐層需要涂抹少于 3 次，以防止表面膨脹。
結(jié)果和效益
在取樣過程中，瓊脂糖顆粒通過擴(kuò)散和毛細(xì)作用吸收漆膜或紙質(zhì)支撐物表面的可溶性成分。這會(huì)導(dǎo)致瓊脂糖顆粒的 pH 值和電導(dǎo)率更接近漆膜或紙質(zhì)支撐物的 pH 值和電導(dǎo)率。雖然使用去離子水滴進(jìn)行取樣速度更快，但這種方法通常會(huì)導(dǎo)致測試部位局部腫脹。瓊脂糖顆粒的作用可能較慢，但它們可以控制水分并防止腫脹。
水性清潔溶液的制備方法是首先將乙酸（弱酸）添加到去離子水中，然后添加氫氧化銨（弱堿）。后者與前者反應(yīng)生成鹽，從而確定電導(dǎo)率。進(jìn)一步添加氫氧化銨會(huì)提高溶液的堿度，從而提高溶液的 pH 值。

使用電導(dǎo)率和 pH 值與丙烯酸漆膜顏色和所涂紙質(zhì)支撐表面的水性清潔溶液，可減少顏料轉(zhuǎn)移和膨脹，同時(shí)提高清潔效率。這些溶液與漆膜或紙質(zhì)支撐相協(xié)調(diào)，在表面達(dá)到近乎化學(xué)平衡的狀態(tài)。