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【研究】纸张酸化的原因及:

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2021.08.24
信息摘要:
古时候留下来的纸张是承载着重要的历史文化,纸张酸化导致的逐渐损毁将会是一个世界性问题,由于造纸工艺和长期存放的原因,古时候留下来的纸张普遍存…

古时候留下来的纸张是承载着重要的历史文化,纸张酸化导致的逐渐损毁将会是一个世界性问题,由于造纸工艺和长期存放的原因,古时候留下来的纸张普遍存在酸化情况,逐渐发黄、发脆,造成了无法估量的损失。

【研究】纸张酸化的原因及:

纸张酸化的原因

纸张变酸的原因来自造纸环节,影响纸张耐久性的造纸工艺主要包括制浆、漂白、施胶和填料。

十九世纪末引入西方造纸技术后直至二十世纪八十年代,由于生产工艺和技术水平的限制,这期间工业机器制造的纸张普遍存在酸化情况。木质素容易发生氧化反应,光照条件下氧化更快,导致纸张发黄变脆稳定性差,为了提高纸张的耐久性,在制浆工艺中,应尽可能地去除木素。

西方机械造纸技术使用木浆原料,需要化学药品去除木质素,使纸纤维素分离,通常使用亚硫酸盐或者硫酸盐。在施胶工艺中,使用的松香胶和硫酸铝也带来酸性。此外,为了改善纸张外观和书写性能,添加的动物胶、漂白剂也是酸性物质来源。

除了造纸环节,在纸张保存环节中,长期的空气接触也会引起纸张酸化。常见的有害气体如二氧化硫、硫化氢、二氧化氮、氯气等,被纸张吸收后与水发生反应生成酸,使纸张酸性增加。

受污染的空气中的氧化硫、氧化氰也会与水、纤维本身发生反应生成酸性物质。因为更容易与空气接触,案卷、书刊的边缘部分更容易酸化,发黄发脆。

纸张酸化的危害

纸张中主要化学成分包括纤维素、半纤维素和木质素,其中纤维素的含量高。纤维素的聚合度越大,分子链越长,形成的氢键数目越多,分子链的结合就越牢靠,纸张的强度就越大,耐久性就越好。酸性的存在严重威胁纸张的保存寿命。

酸化严重的纸张颜色发黄、发黑,机械性能差,发脆、易断、易碎,如不采取措施,随着时间的推移会彻底损毁。

纸张酸化的原理

随着时间推移,纤维素中的β-糖苷键在酸的催化下会发生水解,使得分子链断裂,纤维变得脆弱。该反应导致纸张逐渐变黄、脆化,抗拉抗张等机械性能下降,逐渐粉化、碎裂,直至彻底损毁。

纤维素在发生酸性水解反应时,酸并不参与反应,只起到催化剂的作用。因此,酸在纤维素的水解反应中并不被消耗,而会长期滞留。有研究显示,纸张的pH值低于6.0,75年后耐久性会降低50%;pH值低于5.0,75年后几乎完全脆化变质。一般认为,纸张的pH值每降低1个数值,其寿命就会降低2至5倍。

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