纸质文物的脱酸加固新技术及其应用研究

【摘要】我国各种图书馆、博物馆、档案机构中保存着数以万计的珍贵的近现代书籍、字画、报纸、档案等纸质文物,它们是中华民族优秀传统文化精华所在,具有不可复制的重要历史文化价值。然而随着岁月的流逝,纸质文献的酸化情况日益严重,大量古籍善本出现了发黄霉变、粉化碎裂等现象,情况岌岌可危。因此,对纸质文献进行彻底的脱酸以及脱酸后的封护保护迫在眉睫。目前尽管国内外研究机构已经开展各种对纸质文献的脱酸以及加固手段的研究,但是至今仍未获得理想的脱酸技术。本文首次将等离子体技术与静电纺丝技术应用于纸质文献的保护,使用等离子体技术对酸化纸张进行脱酸,进而使用静电纺丝技术对脱酸后的纸张进行封护,在对其进行加固的同时,也可以极大程度上减缓其二次酸化的速率。总结全文,取得的成果如下：(1)利用大气压非平衡等离子体技术对纸质文献进行脱酸,对脱酸剂种类、脱酸剂流量、等离子体能量密度、脱酸次数等参数进行调节后,确定合适的脱酸参数,并对大量不同材质的纸张以及书画颜料进行脱酸处理。实验证明,该方法脱酸时间短,适用于各种类型的纸张,使用等离子体脱酸处理后的纸张表面基本为中性或弱碱性,经过人工老化后仍能表现出较好的脱酸稳定性和机械性能。并且该方法不会对纸张的外观、质地、机械强度以及纸张表面的油墨、颜料的色度造成影响。通过SEM及EDS分析表明,使用等离子体脱酸处理过的纸张表面存在着一定量的Ca2+,并且纸张纤维变得粗糙,这可能是由于等离子体对纸张纤维表面以及附着的填料产生了帚化作用,造成纤维表面氢氧基团的增多致使氢键作用力增强,这也可能是使用等离子体脱酸后纸张强度有一定程度增加的原因。(2)使用物化性质优异的聚偏氟乙烯(PVDF)作为原料对纸张进行静电纺丝封护。对PVDF的浓度、溶剂配比、纺丝时间进行调节后,确定最优纺丝条件,并对不同材质的纸张进行纺丝保护。实验结果证明,使用静电纺丝封护后的纸张抗张强度可以提高10%左右,伸长率可以提高100%,并且在人工湿热老化和人工紫外老化处理后仍表现出优异的机械性能。另外,水接触角测试表明,使用PVDF纤维膜封护后的纸张表面疏水性极大程度的提高,并且可以保持2个月不发生变化。同时,PVDF纤维膜独特的纤维无序交叉排布构成特有的孔隙结构可以有效地阻止外界粉尘、霉菌、昆虫等对纸张的损害,但又可以保证空气畅通,稳定纸张的保存环境,防止由于密封不透气造成的纸张加速老化,也不会对纸张的柔软度等性质造成影响。同时,我们使用丙烯酸树脂颜料对溶胶的颜色进行调节,使其更贴近待封护纸样,以减小使用纤维膜封护后造成的色度变化。(3)使用等离子体脱酸技术以及静电纺丝封护技术对明、清、民国时期的报纸、封面纸、书页等多种纸张进行脱酸和加固处理,均得到了较好的效果。脱酸后的纸张样品pH值均有明显的提高,且该脱酸方法对纸张的颜色、质地、字迹都没有明显影响；使用PVDF纤维膜封护过的纸样可以有效地防止粉尘和水汽等对纸张的损害,并且可以通过调节PVDF溶胶的颜色来对纺丝膜的颜色进行控制,使其与待封护纸张更好的匹配,真正做到“修旧如旧”。
【作者】李青莲；
【导师】张溪文；奚三彩；
【作者基本信息】浙江大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】纸质文献；脱酸保护；加固封护；等离子体技术；静电纺丝技术；

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