本发明涉及一种土遗址文物脱盐高分子材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术：
土遗址是人类重要的不可移动性文物资源，是历史和时光经历的真实见证。我国作为文化历史古国，土遗址分布广泛，但是由于自然条件，气候因素等原因，随着时间的推移，一部分受到严重的盐害。这种损害是不可逆的，因而阐明引起土遗址破坏的原因，在尽可能的范围内延缓这种损害，保护和修复现有土遗址，是迫切需要文保工作者解决的问题。
由于土遗址存在的年代久远，降水，风化，霉菌等都可能引起病害。土遗址还经常受到地下水变化的影响，水的迁移会导致遗址中原有的可溶盐发生迁移，同时地下水中也常含有大量的可溶性盐类，也导致可溶性盐随水迁移进入到土遗址基体中，当环境温度与湿度发生变化时，可溶盐在土基质中进行迁移、反复溶解-结晶，造成基体内部结构的变化和表面的严重病害，如使建筑物形成以酥碱、疱疹、起甲，空鼓，层状脱落等斑驳凹凸的外观破坏为特征的病害。因此，盐害作为土基质类文物最为典型和普遍存在的一类病害，对文物的危害极大。除此而外，多因素综合作用还造成土遗址更为严重的破坏，比如坍塌、裂隙的发生发展也与盐害有着密切的关系。
吸水树脂用于土遗址脱盐，其耐盐性能是重要的考察目标。盐类的存在对材料的吸水性能有很大的阻碍。高分子吸水树脂的网状松散多孔结构，使其在与水接触时，容易通过毛细所用与扩散作用进入孔道。而固态的高分子，其长链互相缠绕，交联成网状结构，无电离离子对的存在。当高分子遇水时，其亲水基团与水发生水合作用，网束开始伸展，形成网络内外的离子浓度差，水分子因渗透压作用向网结构内渗透溶胀，发生吸水效应。但当高吸水树脂所吸收的水中含有盐类时，盐离子影响树脂网状结构内外的反渗透压，并且在反离子的屏蔽作用下，高分子链发生收缩，导致树脂的吸水能力大大下降。高分子吸水材料一般具有三维网状结构，但其不易溶于水或有机溶剂，为其表征带来了困难。高吸水树脂难以降解是目前存在的另一问题。
因此，对于高分子吸水材料应用于土遗址脱盐还有待研究。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题：针对土遗址由于自然条件，气候因素等原因受到严重的盐害的问题，提供了一种土遗址文物脱盐高分子材料的制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种土遗址文物脱盐高分子材料的制备方法，具体制备步骤为：
（1）取玉米淀粉、丙烯酰胺，加入去离子水中混合均匀，再在氮气氛围下加热至80～90℃，保温糊化处理后降温至50～60℃，得糊化液；
（2）取硅酸乙酯加入质量分数为70%乙醇溶液中，在50～60℃下混合均匀后加入糊化液中，保温搅拌20～30min，得前驱体液；
（3）将前驱体液加入质量分数为30%硫酸溶液中，在40～50℃下搅拌3～6h后离心分离并冷冻干燥，得复合纳米晶；
（4）取2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、去离子水装入反应釜中混合均匀，并调节ph呈中性，再加入复合纳米晶、聚乙烯醇、n，n'-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、去离子水，搅拌20～30min后在氮气氛围下加热至55～65℃，保温反应1～2h，得反应液；
（5）向反应液中加入质量分数为10%氢氧化钠溶液，混合均匀后以200w微波反应3～5min，再干燥粉碎后浸没在甲醇中3～5h除杂，过滤得滤渣，再将滤渣干燥，得土遗址文物脱盐高分子材料。
步骤（1）所述玉米淀粉、丙烯酰胺、去离子水的重量份为20～30份玉米淀粉，30～45份丙烯酰胺，100～200份去离子水。
步骤（2）所述硅酸乙酯用量为玉米淀粉质量的6～15%，所述乙醇溶液用量为玉米淀粉质量的6～15倍。
步骤（3）所述硫酸溶液用量为玉米淀粉质量的10～20倍。
步骤（4）所述2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、去离子水、复合纳米晶、聚乙烯醇、n，n'-亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵的重量份为20～40份2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，150～280份去离子水，20～25份复合纳米晶，2～3份聚乙烯醇，0.5～0.8份n，n'-亚甲基双丙烯酰胺，0.6～0.8份过硫酸铵。
步骤（5）所述氢氧化钠溶液用量为2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸质量的1～4倍。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明利用纳米二氧化硅与无定型区未完全降解的淀粉链连接在一起，自组装形成一个个小晶片状的复合纳米晶，通过复合纳米晶与粘土相似，利用复合纳米晶参与到丙烯酰胺树脂的聚合反应中，形成大分子链的交联结构，生成的接枝聚合物吸收大量水，在水的运移过程中将土遗址中的游离无机盐从基体中脱除，组装的改性成分，因其具有的多孔道结构给盐离子迁移提供了合适的通道，高比表面积为盐离子在复合材料上的吸附固定带来了有效的位点，从而提高了吸水脱盐复合材料的可溶盐处理能力，并提高了其脱盐效率，实现组分之间性能或功能上的互补及协同效应；
（2）本发明聚合物具有较多孔道，这些孔道为水分运移过程中，将土遗址中的游离无机盐从基体中脱除提供了合适的通道，材料表面呈多层片状，表面积较大，并具有较多的尖锐断面及中空孔道，当接枝的侧链在水中伸展开来，为盐离子在复合材料上的吸附固定带来了有效的位点，从而提高了吸水脱盐复合材料的可溶盐处理能力，并提高其脱盐效率，脱盐效果明显，对盐类离子的选择性吸附能力较强，是一种有效的脱盐材料，盐分脱除效率较高，同时对遗址土体损害小。
具体实施方式
取20～30g玉米淀粉，30～45g丙烯酰胺，加入100～200ml去离子水中，以300～400r/min搅拌20～30min，再在氮气氛围下加热至80～90℃，保温糊化处理20～40min，降温至50～60℃，得糊化液，取2～3g硅酸乙酯，加入200～300g质量分数为70%乙醇溶液中，在50～60℃下以300～400r/min搅拌10～20min后加入糊化液中，继续保温搅拌20～30min，得前驱体液，将前驱体液加入300～400g质量分数为30%硫酸溶液中，在40～50℃下，以200～300r/min搅拌3～6h，再装入离心机中离心分离20～30min，倒出上清液后再加入300～500ml去离子水，继续离心洗涤至上清液为中性，收集沉淀置于冷冻干燥箱中冷冻干燥，得复合纳米晶，取20～40g2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，100～200ml去离子水装入反应釜中，以500～600r/min搅拌10～15min，得混合液，用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节混合液ph呈中性，再加入20～25g复合纳米晶，2～3g聚乙烯醇，0.5～0.8gn，n'-亚甲基双丙烯酰胺，0.6～0.8g过硫酸铵，50～80ml去离子水，搅拌20～30min后在氮气氛围下加热至55～65℃，保温反应1～2h，得反应液，向反应液中加入40～80g质量分数为10%氢氧化钠溶液，混合均匀后以200w微波反应3～5min，再转入干燥箱中，在50～60℃下干燥至恒重，得粗品树脂，将粗品树脂加入粉碎机中粉碎，过60目筛，并将过筛后的粗品树脂粉完全浸没在甲醇中3～5h，过滤得滤渣，再将滤渣置于干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得土遗址文物脱盐高分子材料。
取20g玉米淀粉，30g丙烯酰胺，加入100ml去离子水中，以300r/min搅拌20min，再在氮气氛围下加热至80℃，保温糊化处理20min，降温至50℃，得糊化液，取2g硅酸乙酯，加入200g质量分数为70%乙醇溶液中，在50℃下以300r/min搅拌10min后加入糊化液中，继续保温搅拌20min，得前驱体液，将前驱体液加入300g质量分数为30%硫酸溶液中，在40℃下，以200r/min搅拌3h，再装入离心机中离心分离20min，倒出上清液后再加入300ml去离子水，继续离心洗涤至上清液为中性，收集沉淀置于冷冻干燥箱中冷冻干燥，得复合纳米晶，取20g2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，100ml去离子水装入反应釜中，以500r/min搅拌10min，得混合液，用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节混合液ph呈中性，再加入20g复合纳米晶，2g聚乙烯醇，0.5gn，n'-亚甲基双丙烯酰胺，0.6g过硫酸铵，50ml去离子水，搅拌20min后在氮气氛围下加热至55℃，保温反应1h，得反应液，向反应液中加入40g质量分数为10%氢氧化钠溶液，混合均匀后以200w微波反应3min，再转入干燥箱中，在50℃下干燥至恒重，得粗品树脂，将粗品树脂加入粉碎机中粉碎，过60目筛，并将过筛后的粗品树脂粉完全浸没在甲醇中3h，过滤得滤渣，再将滤渣置于干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，得土遗址文物脱盐高分子材料。
取25g玉米淀粉，37g丙烯酰胺，加入150ml去离子水中，以350r/min搅拌25min，再在氮气氛围下加热至85℃，保温糊化处理30min，降温至55℃，得糊化液，取2.5g硅酸乙酯，加入250g质量分数为70%乙醇溶液中，在55℃下以350r/min搅拌15min后加入糊化液中，继续保温搅拌25min，得前驱体液，将前驱体液加入350g质量分数为30%硫酸溶液中，在45℃下，以250r/min搅拌4h，再装入离心机中离心分离25min，倒出上清液后再加入400ml去离子水，继续离心洗涤至上清液为中性，收集沉淀置于冷冻干燥箱中冷冻干燥，得复合纳米晶，取30g2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，150ml去离子水装入反应釜中，以550r/min搅拌13min，得混合液，用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节混合液ph呈中性，再加入23g复合纳米晶，2.5g聚乙烯醇，0.7gn，n'-亚甲基双丙烯酰胺，0.7g过硫酸铵，65ml去离子水，搅拌25min后在氮气氛围下加热至60℃，保温反应1h，得反应液，向反应液中加入60g质量分数为10%氢氧化钠溶液，混合均匀后以200w微波反应4min，再转入干燥箱中，在55℃下干燥至恒重，得粗品树脂，将粗品树脂加入粉碎机中粉碎，过60目筛，并将过筛后的粗品树脂粉完全浸没在甲醇中4h，过滤得滤渣，再将滤渣置于干燥箱中，在107℃下干燥至恒重，得土遗址文物脱盐高分子材料。
取30g玉米淀粉，45g丙烯酰胺，加入200ml去离子水中，以400r/min搅拌30min，再在氮气氛围下加热至90℃，保温糊化处理40min，降温至60℃，得糊化液，取3g硅酸乙酯，加入300g质量分数为70%乙醇溶液中，在60℃下以400r/min搅拌20min后加入糊化液中，继续保温搅拌30min，得前驱体液，将前驱体液加入400g质量分数为30%硫酸溶液中，在50℃下，以300r/min搅拌3～6h，再装入离心机中离心分离30min，倒出上清液后再加入500ml去离子水，继续离心洗涤至上清液为中性，收集沉淀置于冷冻干燥箱中冷冻干燥，得复合纳米晶，取40g2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，200ml去离子水装入反应釜中，以600r/min搅拌15min，得混合液，用质量分数为10%氢氧化钠溶液调节混合液ph呈中性，再加入25g复合纳米晶，3g聚乙烯醇，0.8gn，n'-亚甲基双丙烯酰胺，0.8g过硫酸铵，80ml去离子水，搅拌30min后在氮气氛围下加热至65℃，保温反应2h，得反应液，向反应液中加入80g质量分数为10%氢氧化钠溶液，混合均匀后以200w微波反应5min，再转入干燥箱中，在60℃下干燥至恒重，得粗品树脂，将粗品树脂加入粉碎机中粉碎，过60目筛，并将过筛后的粗品树脂粉完全浸没在甲醇中5h，过滤得滤渣，再将滤渣置于干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，得土遗址文物脱盐高分子材料。
将本发明制备的土遗址文物脱盐高分子材料及广东某公司生产的脱盐高分子材料进行检测，具体检测结果如下表表1：
表1土遗址文物脱盐高分子材料性能表征
由表1可知本发明制备的土遗址文物脱盐高分子材料，脱盐效率高，孔道结构适宜，吸水效率高，具有广阔的应用前景。