近現(xiàn)代紙類文物的保護性脫酸處理

靳風(fēng)娥

摘要：本文敘述了近現(xiàn)代類紙類文物酸化的原因，并介紹了當(dāng)前常見的三類紙類文物脫酸處理方法的優(yōu)缺點，對于普及文物保護知識具有積極意義。

關(guān)鍵詞：紙類文物；保護；酸化；脫酸

大量實驗和事實已經(jīng)證明，近現(xiàn)代紙類文物如果不經(jīng)過特殊處理，其壽命只有50到60年。而導(dǎo)致近代紙類文物毀壞的內(nèi)在原因中酸化是最重要的一個。下面就紙類文物的酸化問題及保護性脫酸處理進行介紹。

一、紙類文物的酸化原因

（一）紙張壽命的決定因素

造紙采用的原料主要是植物纖維。植物纖維的化學(xué)成分主要是纖維素、半纖維素以及木質(zhì)素。半纖維素含量適當(dāng)，造紙時能縮短打漿時間，還能增加紙的強度，但如果含量過高反而會降低紙張壽命。木質(zhì)素化學(xué)性質(zhì)較為活躍，容易被氧化。因此，木質(zhì)素含量較多的紙張容易發(fā)黃變脆。

纖維素的化學(xué)性質(zhì)比半纖維素和木質(zhì)素穩(wěn)定。紙張的質(zhì)量取決于纖維素的含量，在纖維素含量相同的情況下取決于纖維素的聚合度。正常紙張中的纖維素的聚合度正常在700以上。當(dāng)纖維素聚合度小于700以后，紙張的韌性、耐拉等機械性能會隨之下降。當(dāng)纖維素的聚合度降低到200以下時，紙張就會化成粉末，一觸即碎。因此紙張中纖維素的含量越高，紙張的強度和耐久性就越好。

二十世紀(jì)初，各大圖書館、檔案館中使用機械紙的圖書、檔案、報紙等遭到了不同程度的“自毀”，有的甚至像酥糖一樣，輕輕一碰就變成粉末了?？茖W(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致紙張“自毀”的罪魁禍?zhǔn)字饕獊碜约垙埍旧?，即紙張的酸化。原來纖維素在酸介質(zhì)中能水解成葡萄糖，其中硝酸可以使纖維素氧化、水解，生成結(jié)構(gòu)松散的硝酸纖維素。

（二）紙張酸化的原因

不考慮保存的原因，就紙類文物自身的因素來說，有以下四種情況：

1.造紙過程中所用的明礬、動物膠和淀粉等填料水解后生成硫酸；

2.書寫或印刷所用的墨水和顏料本身呈酸性；

3.使用化學(xué)試劑對造紙原料提純后殘留的氯化物和明礬發(fā)生反應(yīng)生成了氯化鋁，氯化鋁水解生成鹽酸；

4.機械紙以木材、稻草、麥秸為原料，這些原料在氧化、水解時產(chǎn)生酸性物質(zhì)；

以上四種因素不是單獨發(fā)生的，而是相互促進、相互作用的。

值得注意的是我國古代的紙類文物比如宣紙壽命很長，在于古代的手工業(yè)造紙流程使紙張整體處于弱堿性，有效的抵御了紙張的酸化。另外手工紙的纖維素含量極高，纖維較長即纖維度的聚合度很高，所以保存時間可以達千年之久。而近現(xiàn)代工業(yè)中機械制造的紙張由于上述四點原因（尤其是第三點和第四點）致使紙張容易酸化，導(dǎo)致壽命只有五六十年。

二、紙類文物的脫酸處理

為了保護紙類文物，延長紙類文物的壽命，對其脫酸處理是非常有必要的。紙張的脫酸原理簡單來說就是清洗、稀釋紙中的酸或用堿對紙中的酸進行中和，降低紙中氫離子的濃度，并在紙張纖維間殘留一定的堿，用來中和紙張以后可能產(chǎn)生的酸，從而達到延長紙類文物壽命的目的。按照脫酸時采用的不同介質(zhì)，可以分為干法、濕法和氣相法。下面逐一說明：

（一）濕法又稱水溶液法

以最具有代表性石灰水脫酸法為例，其具體應(yīng)用如下：將放在塑料或銅絲網(wǎng)上的紙張，浸泡在石灰水（氫氧化鈣溶液濃度約0.15%）飽和溶液中約20分鐘，使紙張內(nèi)部的酸與氫氧化鈣中和，然后再把紙張轉(zhuǎn)移到碳酸鈣溶液（0.15%）中浸洗20分鐘，碳酸氫鈣會去除紙中的氫氧化鈣，同時紙張上沉積的微量碳酸鈣成為抗酸緩沖劑。脫酸后PH紙可能超過8，最高可以達到9.2。

水溶液法的優(yōu)點是在脫酸的同時可以去污，但缺點是處理周期長、只能單頁處理，且字跡容易擴散、處理后的紙張體積膨脹還容易起皺；另外對于某些紙張水在稀釋紙中的酸的同時也沖洗了紙張中的纖維素，反而縮短了紙張的壽命。

（二）干法又稱有機溶液法

因為濕法在實際使用中受到種種限制。為了去除水溶液法的各種不足，用有機溶劑代替水溶液的干法脫酸就出現(xiàn)了。以韋托法（甲基碳酸鎂法）為例，其反應(yīng)原理是：采用5%的甲基碳酸鎂作為去酸劑，再混合10%的甲醇和85%的氟利昂，將溶液噴灑在紙面上。甲基碳酸鎂轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂后，最終變?yōu)樘妓徭V沉淀在紙上。此法去酸效果明顯，處理后的紙張PH值在8.5～9.5之間。老化試驗表明，處理后的紙張穩(wěn)定性和耐久性都有了明顯的提高。具體工藝流程也不復(fù)雜。將紙類文物放入高壓箱內(nèi)，通過干燥或制冷將書中水分排除，然后引入脫酸溶液，加熱后，再排干脫酸液，使書干燥即可。

有機脫酸法對紙類文物的選擇性較強。對水溶性字跡沒有影響，但是對油墨類字跡影響較大，會使這類文物褪色，另外去酸也不太均勻、紙張還會有褪色現(xiàn)象并且殘留有氣味，對人體健康存在安全隱患。

（三）氣相法

氣相脫酸法是利用能氣化或揮發(fā)的堿性氣體用來脫酸。此法在真空環(huán)境下可以使氣體充分滲入到古籍資料中。此法規(guī)模化批量處理，無需分頁脫酸，效率很高速度快，并且效果穩(wěn)定。這是目前較為有效的紙類文物脫酸方法。在此介紹三種常見的氣相脫酸法。

1.碳酸環(huán)己烷法。碳酸環(huán)己烷呈酸性，但在氣化過程中分解成堿性環(huán)己烷。 利用環(huán)己烷的滲透來達到脫酸的目的。但是環(huán)己烷有毒能致癌，并且會降低紙張的光澤，此法應(yīng)用不廣。

2.二乙基鋅法。二乙基鋅與紙中的酸相遇，在中和掉紙中的游離氫離子的同時，還能與纖維素發(fā)生反應(yīng)，抑制纖維素的水解。生成的氧化鋅留在紙的表面，可以起到抗酸緩沖劑的作用。處理后的紙張PH值在7～8之間，對紙上的書寫或印刷的字體、顏料基本上無影響，紙張也不發(fā)生形變。還兼具殺蟲、消毒的效果，但有著氣相法的共同缺點，投資費用較高。

3.嗎琳法。嗎琳在常溫下是液體，但在真空中和水混合可變成氣體，與紙張中的氫離子結(jié)合，可以達到脫酸的目的。具體工藝流程是，把需要脫酸的紙類文物放入真空箱，然后抽成真空，再把嗎琳和水汽（4：6）混合氣體通入處理箱約十分鐘，最后把空氣注入處理箱沖洗剩余嗎琳氣體即可。嗎琳脫酸法的缺點在于對紙張顏色有影響，能使新聞紙發(fā)黃。

前三種脫酸法都是優(yōu)點與缺點并存，如果能吸取氣、液脫酸法的優(yōu)點，又避免其缺點的就好了。經(jīng)科學(xué)家們的研究，目前已經(jīng)可以做到優(yōu)點兼顧、避免缺點。其脫酸溶液是這樣配置的：將甲醇鎂溶在甲醇中形成8～10的溶液，然后用二氯二氟甲烷稀釋為濃度0.5～1.0%的溶液，再通入二氧化碳氣體直至飽和。其工藝處理是，將真空干燥處理后的書籍放入脫酸溶液浸泡，在減壓將溶液抽干即可。此法吸收了傳統(tǒng)液態(tài)和氣態(tài)脫酸方法的精華，還可以帶入加固劑，使紙張耐久性大大改善，對紙張損害小，干燥迅速，處理量大，周期短，費用低，是一種值得推廣的紙類文物保護性脫酸方法。

經(jīng)過老化試驗，經(jīng)過脫酸處理后的紙類文物壽命可以達到500年之久。因此，對近現(xiàn)代紙類文物進行脫酸處理，是提高近現(xiàn)代紙類文物壽命的重要方法。

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