HORIBA 用于测试丙烯酸漆膜和纸质支撑物以及配制水性清洁溶液的pH值和电导率

已开发出一种用于纸质支撑物上的丙烯酸涂料膜的新型水性清洁系统。与从琼脂糖凝胶颗粒中获得的丙烯酸涂料膜和纸质支撑物的 pH 值和电导率读数相匹配的等渗水性清洁溶液已被证明可有效减少或去除污垢、灰尘、活跃的霉菌生长和相关污渍、潮汐线污渍和变色。

介绍
丙烯酸涂料是一种快干涂料，由悬浮在丙烯酸聚合物乳液中的颜料制成。不同品牌的成分不同，甚至不同颜料的成分也不同。湿丙烯酸乳液的典型成分是水（约 65% 体积）、丙烯酸聚合物、颜料、表面活性剂、分散剂、杀菌剂、增稠剂和无机成分，以及艺术家添加的其他材料。丙烯酸涂料是水溶性的，但干燥后会变得防水。在老化和清洁过程中，各种丙烯酸涂料膜的颜色反应不同。
纸质丙烯酸艺术品对水性清洁方法很敏感。两个主要风险是漆膜膨胀和表面活性剂或颜料破坏。2011 年丙烯酸涂料表面清洁 (CAPS) 研讨会上展示了使用 LAQUAtwin pH 和电导率袖珍仪表来减轻上述风险的新型水性清洁系统。LAQUAtwin pH 和电导率仪表用于测试丙烯酸涂料表面并配制定制的水性清洁溶液。
在 CAPS 水性清洁系统中，先制备琼脂糖凝胶颗粒并将其应用于评估丙烯酸漆膜和纸质支撑物的表面 pH 值和电导率。然后根据读数配制等渗水性清洁溶液，并根据丙烯酸漆膜和纸质支撑物的近似 pH 值和电导率进行调整。  
LAQUAtwin pH 和电导率计具有平面传感器，可在几秒钟内分析微量样品。这些防水袖珍仪表具有自动缓冲液识别功能，可自动校准，并具有自动温度补偿 (ATC) 功能，可实现精确测量。这两种仪表都有三种不同型号，每种都配有两种标准校准溶液。
方法
A. 制备 2% (w/v) 琼脂糖颗粒
原料：
100 毫升蒸馏水或去离子水
2.0 g VII 型琼脂糖，低胶凝温度
2 滴 Germaben II，延长保质期的防腐剂（可选）
将 100 毫升去离子水加热至 198ºF (92ºC)。
关火并加入 2.0 克琼脂糖粉并搅拌。
搅拌 5-10 分钟，直至无结块。根据需要将其放回加热板上，以保持温度恒定。
冷却至大约 140ºF (60ºC)，然后加入 2 滴 Germaben II 搅拌。
立即将混合物倒入 4 个已消毒的培养皿中。
让培养皿冷却直至凝胶化完成，大约需要 20 分钟。
使用 3 毫米活检穿刺器从冷却的凝胶中提取圆柱形颗粒。
对于纸质支撑物上的潮汐线污渍，增加琼脂糖的重量以制成 4% 或 5% (w/v) 凝胶，并使用预先混合的 pH 和电导率调节的水溶液，而不是去离子水。高浓度凝胶以显著降低的速率输送水分，从而减轻或消除测试区域周围潮汐线的形成。通过适当的水调节增加污渍处的离子活性，可以限制纸张膨胀并控制吸水率。
B. 丙烯酸漆膜或纸质支撑物的取样
在室温下，将单个琼脂糖颗粒涂抹在丙烯酸漆膜或纸质支撑物上（见图 1）。

图 1：琼脂糖颗粒位于丙烯酸漆膜的表面上。

对于取样漆膜，请选择代表 80% 纯色和颜色混合的颜色。让颗粒在表面上停留 45 到 60 秒。对于取样带有潮汐线染色的纸质支撑物，涂抹 3 个具有不同电导率的颗粒并停留 2-10 分钟。

C. 仪表校准
根据制造商的说明，使用套件中包含的各自标准溶液校准 LAQUAtwin pH 和电导率计。
D. 琼脂糖颗粒的电导率分析
使用钝镊子将 3 毫米琼脂糖颗粒放入电导率传感器的孔中。必须小心地将颗粒推到仪表背面，以便与两种钛/铂黑色金属直接接触。镊子不得接触金属，以免损坏它们。电导率读数稳定后记录下来。在测试另一个颗粒之前，用去离子水冲洗传感器。
E. 琼脂糖颗粒的 pH 分析
电导率分析后，用钝镊子将相同的 3 毫米琼脂糖颗粒放在 pH 传感器上。用一两滴去离子水润湿颗粒，以将可溶性成分释放到平板玻璃传感器中。确保整个平板玻璃传感器都覆盖有琼脂糖凝胶和去离子水的混合物。在 1 分钟的平衡时间后记录稳定的 pH 读数。在测试另一个颗粒之前，用去离子水冲洗传感器。
F. 水性清洁溶液的配制
按照以下步骤制备与丙烯酸漆膜或纸质支撑物上的 pH 值和电导率读数相匹配的水性清洁溶液。每种溶液的 pH 值和电导率读数应在十分之几以内，电导率读数应在约 500 µS 以内。
表 1 和表 2 分别列出了 pH 值调整为 1000µS/cm 和 6000µS/cm 的水的成分。如果要制备这些表中的溶液，请按照步骤 1 和步骤 2 中所示的体积使用乙酸、去离子水和氢氧化铵。

原料：
蒸馏水或去离子水 冰醋酸 氢氧化铵
将几滴乙酸 (CH3CO2H) 加入去离子水中并混合。
加入 10% 氢氧化铵 (NH4OH) 调整 pH 值。混合溶液。
将制备好的溶液滴到 pH 和电导率传感器上，以测试 pH 和电导率。确保电导率样品槽和平面 pH 玻璃传感器被溶液覆盖。
如果需要，可逐滴添加 0.5 毫升 10% NH4OH 以提高 pH 值，或用去离子水稀释以降低电导率。稀释示例：要将电导率降低一半，而 pH 值没有明显变化，请以 1:1 的比例用去离子水稀释最终溶液。

为了保存水性清洁溶液，请在每批中添加一滴 Germaben II，并将其存放在冰箱内经过消毒的密封容器中。出现霉菌时，请丢弃溶液。
要清洁漆膜，请用水性清洁溶液轻轻润湿手卷棉签，然后涂抹 3-4 次。纸质支撑层需要涂抹少于 3 次，以防止表面膨胀。
结果和效益
在取样过程中，琼脂糖颗粒通过扩散和毛细作用吸收漆膜或纸质支撑物表面的可溶性成分。这会导致琼脂糖颗粒的 pH 值和电导率更接近漆膜或纸质支撑物的 pH 值和电导率。虽然使用去离子水滴进行取样速度更快，但这种方法通常会导致测试部位局部肿胀。琼脂糖颗粒的作用可能较慢，但它们可以控制水分并防止肿胀。
水性清洁溶液的制备方法是首先将乙酸（弱酸）添加到去离子水中，然后添加氢氧化铵（弱碱）。后者与前者反应生成盐，从而确定电导率。进一步添加氢氧化铵会提高溶液的碱度，从而提高溶液的 pH 值。

使用电导率和 pH 值与丙烯酸漆膜颜色和所涂纸质支撑表面的水性清洁溶液，可减少颜料转移和膨胀，同时提高清洁效率。这些溶液与漆膜或纸质支撑相协调，在表面达到近乎化学平衡的状态。