为了较全面地考虑溶剂筛选问题，修复师应该审视多方面的关系，如溶质和溶剂的关系，溶剂和环境的关系等。在本章节中，笔者尝试从下面四个方面展开评述选择溶剂的原则，即：（1）相似性原理；（2）溶解度参数；（3）溶剂的易燃性；（4）溶剂的毒性。根据原则（1）（2），人们可以知道该试剂能否用作溶剂，根据原则（3）、（4），人们可以从众多适用的溶剂中，选择较安全者。

1.相似性原理（principle of like dissolves like）

相似性原理有时被称之为相似性溶解定律。在修复以及生活实践中，经观察就可知，无论在器物上或在我们修复师手上氯化钠等某些无机盐沾污，可以用水溶解和清洗掉，但是这些盐不能用苯或者汽油洗掉。同样，如果我们的器物上沾污的是油迹，则用水洗不掉，而能用苯或者汽油洗掉。其中的原因是，氯化钠等盐是典型的极性化合物，水是极性的溶剂，可以溶解它；而苯等非极性的溶剂只能溶解非极性的油迹。这就是溶解的“相似性原理”。

众所周知，从化学键的类别出发，化合物（含溶剂）可分为极性和非极性物质两大类：

（1）非极性溶剂。化合物中的化学键仅有很弱的范德华斯吸引力，如C—C键，以及对称的C—H键的吸引力。

（2）极性溶剂。除开范德华斯吸引力，原子间还因为不相等的电荷分布，有较强的静电吸引力，如羟基和羰基等。

可见相似性原理认为，极性溶剂可溶解极性的溶质，而非极性的溶剂只能溶解非极性的溶质。

相似性原理应用实例：

（1）考虑到水是明显具有极性的溶剂，蔗糖、乙醇、甘油和某些无机盐溶解于水，因为这些物质中含有极性的羟基（OH-），是极性物质，而某些无机盐（如氯化钠、硫酸钠、硝酸钠等）是离子键型的化合物。

（2）非极性分子，如脂肪、油类、固化后的光油、油漆、焦油（tar）和某些霉斑（meldew stains），不能选用极性溶剂——水，而要选择非极性溶剂，如苯或己烷。

（3）在夏天做喷涂上色，如果室内不能做到较理想的温度调节，使用的丙酮溶剂挥发性太高，可能出现“溅点”，不能得到均匀铺开的薄层，根据相似性原理。可以在丙酮系列中选择丁酮代替丙酮。同样，如果使用乙酸乙酯做溶剂，不能避免“溅点”，则可以考虑用沸点较高的乙酸丁酯代替乙酸乙酯。

相似性原理可以帮助修复师选择一些相对较简单的物质的溶剂。但是，对于粘结剂的主体——高分子化合物（或称聚合物），由于它们的结构较复杂，相似溶解定理就显得不够了，这时需要引入新的概念——溶解度参数。

2.溶解度参数（Solubility Parameter）

由于作为高分子化合物的粘结剂分子巨大，有时同时含有极性较大和极性较小官能团，难以直接使用相似性原理选择溶剂，学者推出了分子间作用力相近的原理，即溶质间的相互作用力和溶剂分子间的相互作用力以及溶质分子和溶剂分子间的作用力大致相等，则很容易发生溶解。反之，如果溶质分子间的作用力明显大于溶剂分子间的作用力，或者溶剂分子间的作用力明显大于溶质分子间的作用力，需要外界提供能量，才能完成溶解过程。这种分子间作用力的强度，可以用内聚能密度（CED）来表征。于是可定义溶解度参数δ为：

式中ΔE为内聚能，V为体积。查表^[10]得聚合物和溶剂的溶解度参数，原则上二者相差在正负1.5以内，则可能溶解。例如，按照溶解度参数值，作为环氧树脂粘结剂的拆分剂，可以选用二氯甲烷。

3.溶剂的易燃性（Flammability）

易燃性化学试剂应该按照易燃性分级，目前考虑试剂易燃性的主要方面是：

（1）很多无机试剂是不易燃烧的，例如铅白、钛白粉、朱砂、石青、石绿、赭石等无机颜料就是这样的例子。但是在有机试剂当中，除少数的卤化溶剂（如CCl4等），所有的有机溶剂都是易燃的。

（2）对于任何溶剂，燃烧总是在空气和它的蒸汽的混合物中发生的，挥发性强的溶剂是更加容易点燃的。在选择溶剂时，应该考虑它们的燃点，即液体上端火焰引起蒸气点燃的最低温度，见表5。

一般认为，燃点在21℃以下的溶剂被认为是非常危险的；燃点在32～21℃之间的溶剂是易燃或有危险的。

值得注意，表5中所列的全部溶剂的分子量均大于空气的平均分子量29，故使用的这些溶剂时它们的蒸气分子可能沿地面爬行，所以在实验室内使用它们时，任何地方都不能出现明火（含抽香烟），否则极有可能引起火灾或爆炸。

总之，从防火和防爆的角度考虑，在适用的有机溶剂中应选用燃点较高者。同时注意，开启排风机可降低易燃溶剂在现场的浓度。

4.溶剂的毒性（Toxicity）

关于试剂毒性的知识和研究关系到修复师和周围人群的健康，在文物修复过程中使用的很多试剂，特别是溶剂当中，毒性较大者颇多。故应该了解溶剂的毒性大小，合理选择溶剂，使得对操作者的危害降到最小。遗憾的是，在古陶瓷修复的文献中，仅发现在S.Buys的专著^[11]中，提及不多的几种溶剂的毒性指标，连乙酸乙酯和乙醇这样一些最常用的溶剂的毒性数据也没有列出，也没有看到相关评述，讨论如何结合修复实践，提出有效的防护措施，这显然是有待改善的。至于中文的古陶瓷修复文献中，至今没有发现讨论溶剂毒性问题的报道。

文物保护和修复界评价溶剂毒性的指标是TLV（Threshold Limit Value）即阈极限值，也就是在空气中溶剂蒸汽的最大允许浓度的推荐值，用其单位为百万分之几，缩写为ppm（parts per million），也就是在一立方米空气中，溶剂蒸气的毫升数（见表5）。如没有补充说明，TLV值适用于一般工作状态，即修复师每周工作5天，每天工作8小时。有学者认为，如果接触溶剂工作时间比一般上班工作时间少很多，可以引入校正系数，即8小时TWA（8 hrs，Time Weighted Average，8小时时间加权平均值）和10分钟TWA（10 minutes，Time Weighted Average，10分钟时间加权平均值）。这里需要明确：

同时有下列近似等式：对于多数溶剂，10分钟TWA=1.25～1.5TLV。可见由于一天内操作时间较短（仅10分钟），因此可适当放宽对于阈极限值。至于具体到每一种溶剂的10分钟TWA值，清查阅H.Kühn的文献^[12]。

学术界根据三个方面的数据确定阈极限值，即动物实验（经常是白鼠和兔子）、操作人员对于溶剂的生理反应（如白细胞浓度的变化等）和同族化合物毒性的数据类推。

关于如何表征溶剂毒性，现今在学术界还使用另一指标，即溶剂致死剂量LD（limited dose）的LD50。LD50指某一剂量，在4小时期间可导致50%动物死的剂量，以毫克/公斤（mg/kg）为单位，即一公斤重的白鼠允许摄入的溶剂量（毫克），此摄入量比较检测空气中溶剂浓度引用时有所不便，如需要增加动物体重的折算工作，故笔者认为使用TLV指标比使用LD50方便。从表6的数据看，TLV和LD50给出的毒性大小次序基本一致，笔者认为，作为修复师首先应该关心的是，选择毒性较小的溶剂，故优先推荐使用环境溶剂浓度TLV指标，在TLV指标数据不足时，参考致死剂量LD50。

表6　几种常用溶剂的阈极限值（TLV）致死剂量（LD50）数据(www.daowen.com)

［2］ C.V.Horie，Materials for Conservation，Butterwords，1987，pp.54，186-189；H.Kühn，Conservation and Restoration of Works of Art and Antiquities，Vol.1，Butterworths 1986，pp.236-238.
［3］解一军、杨宇婴编：《溶剂应用手册》，化学工业出版社，2009年。
［4］ A.Weissberger & E.Proskauer，Organic Solvents，Phisical Properties and Methods of Purification，Interscience Publications，1955.

（续表）

#笔者觉得此值似乎偏大，待进一步查实。
##在空气中水汽的含量不可能超过给定温度下的饱和含水量qs，同时还应该考虑器物保存的最佳相对湿度（对于陶瓷器RH=50%～65%）。

下面需要结合表6的应用，展开一些讨论：

（1）表6中的毒性指标，无论是阈极限值（TLV），还是致死剂量（LD50），数值越小者，溶剂的毒性越大。凡是TLV小于100 ppm的溶剂为高毒性的试剂，在100 ppm～500 ppm范围内的溶剂为中毒者，大于500 ppm的是低毒者。

（2）溶剂对于人们的毒害实际上和修复师的身体条件有关，如和他的年龄、免疫力和对试剂的敏感度有关，这一点在毒性指标TLV中没有反映。但是这些因素太复杂，难以精确引入，只强调接触同样的溶剂浓度，对人的影响可能因人而异。

（3）表6中的有机溶剂全部有毒性，使用时空气中的浓度应该严格按照TLV值控制。在一切修复步骤之中，能够使用水作为溶剂（含稀释剂等用途），尽量采用水，而不是其他任何有机溶剂。

（4）作为未固化的环氧树脂粘结剂的稀释剂和清洗剂过去文献中推荐是丙酮^[13]，也有单位曾经使用香蕉水等毒性还要大的溶剂，我们推荐和长期使用乙醇，多年来我实验室的修复实践证明，乙醇完全能够胜任稀释剂和清洗剂的功能，此举减少了丙酮等毒性大和可燃性高的溶剂的使用量，实验室的环境得到改善。

（5）除使用水作为溶剂，使用其他溶剂时原则上都要有防护措施（如开启排风柜、操作者戴塑料手套和戴口罩等），但是注意口罩不能吸收分子态的有机溶剂，故更加重要的防护措施是开启排风柜。

（6）使用表6的数据时，应该注意TLV等生化指标因不同的作者测试，可能会有正常的实验误差出现，例如在表6中，笔者引用的是Horie的数据，丙酮的TLV值为750 ppm，但是Kühn同样对于丙酮的TLV值为1000 ppm。出现类似情况时，笔者愿意引用发表较晚的数据。如果几乎同时发表的数据，笔者推荐引用TLV值较小者，以便采取更加严格的防护措施。

（7）当前各国溶剂允许量和衡量溶剂毒性的指标并不相同，尚待进一步的统一和标准化。阈限极限值（Threshhold Limited Value）在美国的文献中使用，专业暴露极限（Occupational Exposure Limit）在英国使用，最大工作场所浓度（Arbeitsplatz-Konzentration）在德国使用。可见，关于溶剂毒性指标迫切有待国际标准化。

笔者注

本文为首次发表。

【注释】

[1]俞蕙、杨植震：《古陶瓷修复基础》，复旦大学出版社，2014年，第60—51页。

[2]A.Weissberger & E.Proskauer，Organic Solvents，Phisical Properties and Methods of Purification，Interscience Publications，1955；D.A.Lide，Handbook of Solvents，2nd ed.，CRC Press Inc.，1994.

[3]解一军、杨宇婴编：《溶剂应用手册》，化学工业出版社，2009年。

[4]C.V.Horie，Materials for Conservation，Butterwords，1987，pp.54，186-189.

[5]H.Kühn，Conservation and Restoration of Works of Art and Antiquities，Vol.1，Butterworths 1986，pp.236-238.

[6]S.Buys & V.Oakley，Conservation and Restoration of Ceramics，Butterworth Heinemann，1999，pp.184-187.

[7]解一军、杨宇婴编：《溶剂应用手册》，化学工业出版社，2009年。

[8]S.Buys & V.Oakley，Conservation and Restoration of Ceramics，Butterworth Heinemann，1999，pp.184-187.

[9]Museum & Galleries Commission，Cleaning，Routledge，1992，pp.61-71.

[10]C.V.Horie，Materials for Conservation，Butterwords，1987，pp.54，186-189.

[11]S.Buys & V.Oakley，Conservation and Restoration of Ceramics，Butterworth Heinemann，1999，pp.184-187.

[12]H.Kühn，Conservation and Restoration of Works of Art and Antiquities，Vol.1，Butterworths 1986，pp.236-238.

[13]Lesley Acton & Paul McAuley，Repairing Pottery & Porcelain：A Practical Guide，Second Edition，The Lyons Press，2003，p.74.