旧新闻纸酸性成分分析与脱酸加固研究

摘要

纸张的老化损坏很大程度上是由于自身的酸化造成的，因此对纸张进行脱酸处理是对纸质文物保护的一种有效措施。然而，目前针对不同时期的纸张进行相应的酸性成份分析工作还比较缺乏。本课题组旨在分析八十年代一种新闻纸张中的酸性成份，归纳其酸性物质分布，筛选制备一种集脱酸加固于一体的脱酸加固保护液，并对旧新闻纸进行脱酸加固研究。
　　对纸张进行酸性成份分析，定性定量确定纸张中的酸性物质种类与含量，对于后期的纸张脱酸加固研究具有一定的指导意义。本论文在综合比较了不同酸性物质分析方法后，采用原子吸收光谱法对新闻纸张中的铁、铜含量进行了定量分析，采用离子色谱法对新闻纸张中的六种无机酸根离子（F-、C1-、SO42-、PO33-、NO3-、NO2-）进行了定量分析，采用离子交换树脂分离富集酯化-GC/MS联用、PY/MS/GC联用两种分析方法对新闻纸张中的有机酸性物质进行了定性与半定量的分析。结果表明，含字迹油墨的每克新闻纸张中铁元素的含量为3.21×10-2mg，铜元素的含量为2.73×0-2mg。铁铜的氯化物为金属路易斯酸，对纤维素的降解起到一定的催化作用。离子色谱分析法表明纸张中氯离子、硫酸根离子和硝酸根离子含量明显高于其他无机酸根离子。新闻纸张中有机酸性物质的主要来源为纤维酸的老化降解和造纸木材原材料中携带，其中小分子有机酸主要有乙酸、a-羟基丙酸，丁二酸等。大分子酸性物质主要来源于造纸原料中木质素的残留降解，其中以愈创木酚、香兰素含量居多。
　　实验中，我们考察了不同的脱酸剂和加固剂，最终选择了丙酸钙、氢氧化钙作为脱酸试验对照组，研究了四硼酸钠的脱酸性能;选择了乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素作为加固剂对照组，研究了季铵型阳离子淀粉的加固性能。在一定条件下对四硼酸钠和阳离子淀粉进行耦合处理，通过浸泡的方法对照脱酸加固处理前后纸张的碱残留，纸张表面的pH值，纸张表面显微结构，纸张白度，机械强度等纸张的宏观性能，分别考察了各脱酸剂、加固剂的单独处理与耦合制备脱酸加固保护剂处理时表现的不同。结果表明，筛选制备的四硼酸钠-季铵型阳离子淀粉脱酸加固保护剂的脱酸加固效果要明显优与其他组合脱酸加固保护剂。在四硼酸钠-季铵型阳离子淀粉溶液中，四硼酸钠存在着特殊的水解平衡，使得处理后的纸张表面pH值保持在最优范围7.0～8.5之间，与其他脱酸剂相比较具有较高的碱残留。阳离子淀粉属于改性淀粉，具有良好的抗氧化能力，满足纸张所需的柔韧性并且与纸张的构成纤维素具有良好的相容性，所以脱酸加固保护剂能够很好的渗入到纸张纤维素内部，通过对纸张纤维包附增粗，增加纤维素之间的吸附力和空隙填充的作用，大大提高了纸张的机械强度。
　　为更好的提高脱酸加保护剂对纸张的处理效果，本文采用了不同的处理方法，对纸张的脱酸加固效果进行了比较。结果表明超声辅助浸泡脱酸加固法，对于纸张的脱酸加固效果最为明显。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 纸质古籍现状的概述

1．2 纸张的构成与性能

1．3 酸性物质分析方法概述

1．3．1 旧新闻纸张中酸性物质的来源

1．3．2 酸性物质对古籍纸张纤维素的破坏作用

1．3．3 常见酸性物质分析方法概述

1．4 旧新闻纸脱酸加固保护方法概述

1．4．1 国内外常见脱酸方法概述

1．4．2 国内外常见加固方法概述

1．4．3 纸张脱酸加固的质量要求

1．5 本课题研究的及意义

1．5．1 研究意义

1．5．2 研究内容

第二章 旧新闻纸中酸性成分分析

2．1 古籍纸张中酸性成分可能性来源分析

2．2 常见分析方法总结

2．3 实验部分

2．3．1 主要试剂

2．3．2 主要仪器

2．3．3 原子吸收光谱法测定铁、铜含量

2．3．4 离子色谱法测量纸张中常见酸根离子含量

2．3．5 GC／MS定量分析有机酸种类

2．3．6 PY／GC／MS半定量分析有机酸种类与含量

2．4 结果分析与讨论

2．4．1 旧新闻纸张中无机酸性物质分析

2．4．2 旧新闻纸张中有机酸性物质分析

2．5 本章小结

第三章 纸张脱酸加固保护剂的筛选与制备

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 主要试剂

3．2．2 主要仪器

3．2．3 脱酸剂、加固剂及脱酸加固保护剂的制备

3．2．4 人工老化实验

3．2．5 酸化纸张样品的制备与脱酸加固处理方式

3．2．6 纸张表面pH的测定

3．2．7 纸张的耐酸碱测试

3．2．8 纸张机械强度与白度的测定

3．2．9 碱残留量的测定

3．3 实验结果与讨论

3．3．1 脱酸加固处理对纸张表面pH的影响

3．3．2 脱酸加固处理对纸张白度的影响

3．3．3 脱酸加固处理对纸张强度的影响

3．3．3 脱酸加固保护剂对纸张脱酸加固效果的验证

3．3．4 纸张表面微观结构的SEM表征

3．4 本章小结

第四章 处理方式对纸张脱酸加固效果的影响

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 主要试剂

4．2．2 主要仪器

4．2．3 脱酸加保护剂的制备与不同处理方式的操作流程

4．2．4 表征与测试

4．3 结果与讨论

结论

本文创新点

参考文献

论文发表及投稿情况

声明

致谢