紙是文明傳播的主要載體。隨著時光流逝,許多珍貴紙質(zhì)材料如字畫、圖書、檔案等都已經(jīng)酸化、劣化,亟待脫酸加固保護(hù)。紙張主要是由纖維素組成的,利用纖維本身加固紙張不會改變紙張結(jié)構(gòu)。纖維素在低溫NaOH/尿素體系中的物理溶解為利用纖維素本身加固劣化紙張?zhí)峁┝丝赡苄?但較高濃度的NaOH會迅速腐蝕紙張。為了降低風(fēng)險,本實(shí)驗選取低濃度NaOH/尿素和LiOH/尿素兩種體系制備纖維素溶液來對劣化紙張進(jìn)行加固。經(jīng)過一定時間的浸漬處理,加固液中的纖維素沉積到紙張表面,增強(qiáng)了紙張的機(jī)械強(qiáng)度,從而延長紙張的壽命。由于纖維素溶液呈弱堿性,加固液還能對紙張起到脫酸作用。選用濾紙、舊書紙和宣紙作為主要實(shí)驗用紙,利用纖維素溶液浸漬處理。并通過測定紙張的機(jī)械性能、基礎(chǔ)性能和抗老化性能以及表觀形貌、纖維結(jié)構(gòu)的變化,來評估加固液的作用。另外,利用上述兩種纖維素溶液對竹紙、報紙和打印紙這三種不同類型的模型紙進(jìn)行處理,通過對比來確定這兩種纖維素溶液的適用性。利用低濃度NaOH/尿素混合液制備的纖維素溶液浸漬處理濾紙和舊書紙,以優(yōu)化紙張機(jī)械強(qiáng)度為目標(biāo),研究了影響紙張強(qiáng)度的各種因素。結(jié)果表明,處理后濾紙和舊書紙的抗張強(qiáng)度、耐折次... 

【文章來源】：鄭州大學(xué)河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

纖維素的結(jié)構(gòu)

1引言4圖1.2酸催化纖維素降解機(jī)理1.2.2環(huán)境因素對紙張的影響環(huán)境因素對紙張的影響也非常明顯，比如不同的溫度對紙張的影響是不同的。瞿耀良等人[30]將多種紙張在25℃、30℃和45℃的條件下老化，實(shí)驗發(fā)現(xiàn)紙張在25℃、30℃的條件下耐折次數(shù)并沒有什么變化。但當(dāng)溫度升高到45℃時，紙張明顯發(fā)黃且損失了部分機(jī)械性能。這說明紙張在高于45℃時，紙張纖維老化速率加快，紙張的壽命大大縮短。另外如果溫度太低，低至零度以下時，紙張會角質(zhì)化，這同樣會導(dǎo)致紙張降解，綜合來看，25-30℃是紙張保存的最佳溫度。濕度同樣是影響紙張保存的重要因素，Zou等[31]研究發(fā)現(xiàn)，相對濕度在25%以下時，纖維素降解速率加快。而當(dāng)相對濕度提升到50%時，紙張降解速率相對變緩。如果相對濕度提升到75%以上，紙張降解速率也會明顯加快。此外，在潮濕的環(huán)境下有利于霉菌的快速繁殖和生長，紙張慢慢被蛀蝕，機(jī)械強(qiáng)度逐漸丟失。因此將紙張保存在相對濕度為50%左右的環(huán)境中可以降低紙張降解的風(fēng)險。光照對紙張的影響也非常大，包括自然光照和人造光源光照。光照作為一種能量被紙張大量吸收，導(dǎo)致纖維中的C-C、C-O鍵斷裂，從而引發(fā)紙張的降解反應(yīng)。閆智培等[32]研究發(fā)現(xiàn)，利用253.7nm紫外光照射新聞紙120h后，紙張的白度就降低了17%左右，這說明長時間的光照對紙張損害非常大，所以保存紙張時應(yīng)該盡量避免強(qiáng)光的長時間照射。近年來，空氣污染成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)，空氣中污染物不僅對人體有害，紙張的保存也會受其影響。工業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸生成的CO2、SO2和NO2等酸性氣

3低濃度NaOH/尿素溶液制備的纖維素溶液加固紙張17圖3.1濾紙(a、b)和舊書紙(c、d)的表觀形貌(a、c)及纖維組成(b、d)3.2影響紙張機(jī)械性能的因素本實(shí)驗以抗張強(qiáng)度和耐折次數(shù)為優(yōu)化目標(biāo)，考察各因素對紙張機(jī)械性能的影響。3.2.1濕度的影響溫度和濕度對紙張機(jī)械性能有一定的影響。為了研究不同濕度下紙張機(jī)械性能的變化，以濾紙和宣紙為例，將溫度控制在23.1℃不變，分別測試10%、30%、50%、70%以及90%濕度下紙張的抗張強(qiáng)度和耐折次數(shù)，其中宣紙在第4章中作為實(shí)驗用紙。隨著濕度的增加，濾紙的抗張強(qiáng)度呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢，耐折次數(shù)則是呈現(xiàn)先增加再減小的規(guī)律（圖3.2）�？箯垙�(qiáng)度在濕度為10%時達(dá)到最高值3.278kN·m-1，而在50%的濕度的情況下，抗張強(qiáng)度小幅下降。當(dāng)濕度達(dá)到90%時，紙張的抗張強(qiáng)度下降了19.1%，為2.651kN·m-1。濕度從10%增加到70%的過程中，濾紙的耐折次數(shù)不斷提升，并在70%濕度時達(dá)到最高值36次。宣紙機(jī)械性能隨濕度的增加表現(xiàn)出了相同的規(guī)律（圖3.3），在濕度為70%時，宣紙的耐折次數(shù)為最高的24次，相比10%濕度時的實(shí)驗用紙，耐折次數(shù)提升了9次。這說明環(huán)境的濕度對紙張的機(jī)械性能測試影響巨大，所以待測的紙張一定要在溫度23±1℃、濕度50±2%的環(huán)境下平衡24h之后再進(jìn)行測試。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納米纖維素用于劣化宣紙的加固研究[J]. 喻云飛,申永峰,侯愛芹,李妍,馮澤中,詹予忠.  中國膠粘劑. 2020(01)
[2]紙質(zhì)文物的現(xiàn)況和保護(hù)[J]. 常芳明.  文物鑒定與鑒賞. 2019(23)
[3]針對檔案紙張酸化與老化機(jī)理的實(shí)驗論證[J]. 張美芳,婁文婷.  檔案學(xué)通訊. 2019(05)
[4]近現(xiàn)代文獻(xiàn)脫酸關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用[J]. 張玉芝,張云鳳,張金萍,鄭冬青,夏淑冉,蔣弼.  文物保護(hù)與考古科學(xué). 2019(02)
[5]氨基硅烷偶聯(lián)劑用于劣化紙的脫酸加固研究[J]. 李妍,申永峰,邵帥,侯愛芹,陳珂然,詹予忠.  中國膠粘劑. 2018(10)
[6]從造紙角度淺談古籍保護(hù)與修復(fù)[J]. 樊慧明,郭鳴鳳.  中國造紙. 2018(08)
[7]試論紙質(zhì)文物保護(hù)修復(fù)的傳統(tǒng)與現(xiàn)代技術(shù)[J]. 魯莎莎,來守英,畢傳峰.  文物鑒定與鑒賞. 2018(15)
[8]功能型苯丙乳液在紙質(zhì)文物保護(hù)中的應(yīng)用研究[J]. 劉博,齊迎萍.  中國造紙. 2018(06)
[9]影響紙張老化的因素及緩解措施初探[J]. 閆智培,易曉輝,田周玲,任珊珊,龍堃,張銘.  文物保護(hù)與考古科學(xué). 2018(02)
[10]紙的誕生推動了世界文明的發(fā)展——蔡倫發(fā)明造紙術(shù)對人類文化的貢獻(xiàn)[J]. 胡曉鐘.  職業(yè)教育(下旬刊). 2017(09)

博士論文
[1]填料聚集體形態(tài)與分布特征對紙張性能的影響及其調(diào)控機(jī)制[D]. 李琳.陜西科技大學(xué) 2019

碩士論文
[1]基于纖維素溶解的劣化紙張加固[D]. 李妍.鄭州大學(xué) 2019
[2]納米殼聚糖對紙質(zhì)文物保護(hù)研究[D]. 楊春.陜西師范大學(xué) 2018
[3]細(xì)菌纖維素與殼聚糖在紙質(zhì)文物修復(fù)加固與防霉保護(hù)中的應(yīng)用研究[D]. 段大程.遼寧大學(xué) 2017
[4]纖維素衍生物改性聚丙烯酸酯復(fù)合材料的制備及其在紙質(zhì)文物保護(hù)上的應(yīng)用[D]. 陳倩.江蘇大學(xué) 2017



本文編號：3543520