基于1,4-丁二醇二缩水甘油醚原位交联技术预防中国传统书画卷轴开裂病害的创新研究

传统书画修复中明矾-明胶水溶液(GAW)和纸条的使用会导致修复后卷轴快速复发开裂病害。本研究创新性地采用1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)原位交联技术，通过0.04 wt%微量BDDE软化老化画芯纸基，使其柔韧性接近新托纸，同时用BDDE交联纤维素纳米纤维(C/B)替代纸条加固裂缝。实验证明该方法使模拟装裱样品获得更高耐折度(89次)和更低刚度(1.96 mN/m)，经30天老化后仍保持优异柔韧性和色差稳定性，为预防书画开裂病害提供了新思路。

　　

中国传统书画作为承载历史文化的珍贵遗产，其卷轴装裱形式在长期收卷展开过程中易产生"开裂病害"。目前主流的传统修复方法依赖明矾-明胶水溶液(GAW)和纸条加固，虽短期有效，但GAW会加速纸张酸化和脆化，纸条则因厚度导致应力集中形成新折痕，致使修复后5-10年内病害复发率高达90%。如何突破传统材料局限，实现书画的长效修复，成为文化遗产保护领域的重大挑战。

陕西师范大学等机构的研究团队在《Industrial Crops and Products》发表创新研究，提出基于1,4-丁二醇二缩水甘油醚(BDDE)原位交联的新型修复策略。研究人员采用加速老化模拟实验、力学性能测试结合FTIR/XPS等多维表征技术，系统评估了BDDE处理对宣纸纤维结构的影响。通过流变学分析和DSC测试验证了纤维素纳米纤维(CNF)与BDDE的交联机制，并建立损伤小支撑复合体(DSSC)模型比较新旧方法的修复效果。

3.1 BDDE对老化宣纸的软化增韧机制
研究发现0.04 wt% BDDE处理使老化宣纸(AXP)柔软度从297 mN降至192 mN，含水量提升至14.75%。XPS证实BDDE与纤维素形成醚键(C-O-C)，XRD显示结晶度从78.11%降至74.81%，表明交联网络削弱了纤维氢键。经16天老化后，BDDE-AXP仍保持47.48 nm的平均孔径，显著优于未处理组的21.88 nm，说明交联结构能有效抵抗纤维收缩。

3.2 C/B_40:1的裂缝增强作用
当CNF与BDDE配比为40:1时，所得C/B_40:1薄膜展现最高韧性(16.28 KJ/m³)和较低杨氏模量(336.83 MPa)。流变测试显示其屈服应力高于纯CNF，DSC检测到玻璃化转变温度(T_g)从85.65℃升至104.14℃，证实化学交联网络形成。3D激光共聚焦显微镜显示C/B_40:1加固的DSSC样品表面起伏高度(S_z)仅60.348 μm，远低于纸条加固组的245.195 μm。

3.3 修复效果与耐久性评估
协同使用BDDE和C/B_40:1的B-DSSC-C/B样品展现最优性能：耐折度达89次，刚度1.96 mN/m，应变3.0%。老化30天后仍保持pH 8.42和ΔE 1.33，而传统GAW-纸条处理的样品pH降至7.39，ΔE升至15.59。实际书法修复案例显示，新方法修复作品经老化后自然卷曲直径更大，无修复痕迹。

该研究首次将BDDE交联技术引入书画修复领域，通过双重作用机制实现长效保护：一方面BDDE与纤维素形成三维网络稳定纤维结构，其生成的极性羟基增强纸张保水性；另一方面C/B_40:1的适度交联既保持增强效果又避免应力集中。这种方法突破了800余年来传统修复对GAW的依赖，为脆弱纸质文物的科学保护提供了新范式，对实现"修旧如旧"的修复理念具有重要实践意义。未来需进一步验证该方法对不同类型古纸的普适性，并开展更长期的自然老化评估。