现代街头艺术中单偶氮与异吲哚啉黄颜料与无机白色颜料混合的稳定性研究

针对现代颜料在户外环境中易降解的问题，研究人员通过多技术联用方法研究了单偶氮黄(PY1)和异吲哚啉黄(PY139)与2PbCO3·Pb(OH)2、ZnO和TiO2白色颜料混合体系在人工老化过程中的稳定性。研究发现TiO2纳米颗粒因其光催化活性导致黄色组分显著降解，而ZnO因较大粒径限制了反应性，铅白主要影响油性粘结剂的干燥过程。该研究为理解现代绘画材料和街头艺术作品的长期保存提供了重要依据。

　　

在现代艺术创作和街头艺术保护领域，颜料稳定性问题日益凸显。随着合成有机颜料在当代绘画和户外壁画中的广泛应用，这些鲜艳的色彩在阳光、湿度和污染物作用下往往出现明显褪色。尤其当有机颜料与无机白色颜料混合使用时，金属氧化物的光催化特性可能加速颜料降解，导致艺术作品色彩失真、表面劣化。这一问题在直接暴露于户外环境的街头艺术作品中尤为严重，但科学界对这类复杂混合体系的降解机制仍缺乏系统研究。

意大利罗马第三大学（Roma Tre University）的研究团队在《Dyes and Pigments》发表了一项开创性研究，他们选取两种代表性黄色有机颜料——单偶氮黄(Pigment Yellow 1, PY1)和异吲哚啉黄(Pigment Yellow 139, PY139)，分别与三种无机白色颜料（碱式碳酸铅2PbCO₃·Pb(OH)₂、氧化锌ZnO和二氧化钛TiO₂）在亚麻籽油中形成二元和三元混合物，通过人工加速老化实验，结合多种表征技术揭示了不同白色颜料对有机颜料稳定性的影响机制。

研究人员采用气候箱在30°C、60%相对湿度条件下进行410小时加速老化，运用色度学、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、显微拉曼光谱(μ-RS)和飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)等多技术联用策略，从表面到亚表面多层次解析老化诱导的物理化学变化。研究还通过X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对白色颜料的晶体结构和形貌进行表征，以关联材料特性与降解行为。

颜色变化分析

色度学结果显示所有三元混合物老化后均出现明显褪色，其中含TiO₂的样品变色最显著（ΔE达73.39），黄色分量b下降高达71.57。铅白和锌白体系则主要表现为亮度L增加和颜色饱和度降低。立体显微镜观察发现老化后表面纹理变化明显，钛白样品几乎完全失去黄色组分，颜色接近纯白参照样。

分子结构演变

ATR-FTIR和μ-RS分析表明：铅白体系主要加速油性粘结剂干燥，导致油相关信号减弱，但黄色颜料特征峰仍可检测；锌白体系出现约1585 cm^-1的锌羧酸盐宽峰，提示金属皂形成；钛白体系则显示黄色颜料特征峰完全消失。拉曼半定量分析显示钛白体系中黄色颜料信号强度平均下降70%，远高于铅白(23-34%)和锌白(12-24%)体系。

表面分布与深度剖析

ToF-SIMS揭示铅白和锌白体系中黄色颜料老化后呈不均匀聚集态分布，形成数十微米的斑点；钛白体系则检测到TiC加合物，证实TiO₂与有机组分的化学反应。深度剖析显示锌白体系下黄色颜料在亚表面仍保持稳定，而钛白的光降解仅发生在最表层（1-5 nm），深层仍保留部分未降解颜料。

材料特性关联

XRD和SEM表征发现：商用TiO₂为纳米粉末（<100 nm），含79.5%锐钛矿和20.5%金红石相，低结晶度和小尺寸增强其光催化活性；ZnO虽然具有光催化潜力，但较大晶粒尺寸（180-400 nm）和聚集态限制了反应性；铅白则主要通过促进油聚合和表面粉化影响光学性能。

这项研究系统阐明了不同白色颜料与有机黄色颜料相互作用的多尺度机制：纳米TiO₂因其高比表面积和低结晶度表现出强光催化活性，导致表层颜料完全降解；ZnO因较大粒径限制反应性，主要风险在于锌皂形成；铅白则通过物理重组和选择性氧化影响颜色稳定性。这些发现为艺术家颜料选择、文物保护方案制定提供了科学依据，特别警示了纳米TiO₂在户外艺术涂料中的应用风险。研究建立的多技术联用策略也为复杂颜料体系的老化研究提供了方法论范例，对发展新型稳定化技术和老化预测模型具有重要指导价值。