古時(shí)候留下來(lái)的紙張是承載著重要的歷史文化，紙張酸化導(dǎo)致的逐漸損毀將會(huì)是一個(gè)世界性問(wèn)題，由于造紙工藝和長(zhǎng)期存放的原因，古時(shí)候留下來(lái)的紙張普遍存在酸化情況，逐漸發(fā)黃、發(fā)脆，造成了無(wú)法估量的損失。

紙張酸化的原因

紙張變酸的原因來(lái)自造紙環(huán)節(jié)，影響紙張耐久性的造紙工藝主要包括制漿、漂白、施膠和填料。

十九世紀(jì)末引入西方造紙技術(shù)后直至二十世紀(jì)八十年代，由于生產(chǎn)工藝和技術(shù)水平的限制，這期間工業(yè)機(jī)器制造的紙張普遍存在酸化情況。木質(zhì)素容易發(fā)生氧化反應(yīng)，光照條件下氧化更快，導(dǎo)致紙張發(fā)黃變脆穩(wěn)定性差，為了提高紙張的耐久性，在制漿工藝中，應(yīng)盡可能地去除木素。

西方機(jī)械造紙技術(shù)使用木漿原料，需要化學(xué)藥品去除木質(zhì)素，使紙纖維素分離，通常使用亞硫酸鹽或者硫酸鹽。在施膠工藝中，使用的松香膠和硫酸鋁也帶來(lái)酸性。此外，為了改善紙張外觀和書(shū)寫(xiě)性能，添加的動(dòng)物膠、漂白劑也是酸性物質(zhì)來(lái)源。

除了造紙環(huán)節(jié)，在紙張保存環(huán)節(jié)中，長(zhǎng)期的空氣接觸也會(huì)引起紙張酸化。常見(jiàn)的有害氣體如二氧化硫、硫化氫、二氧化氮、氯氣等，被紙張吸收后與水發(fā)生反應(yīng)生成酸，使紙張酸性增加。

受污染的空氣中的氧化硫、氧化氰也會(huì)與水、纖維本身發(fā)生反應(yīng)生成酸性物質(zhì)。因?yàn)楦菀着c空氣接觸，案卷、書(shū)刊的邊緣部分更容易酸化，發(fā)黃發(fā)脆。

紙張酸化的危害

紙張中主要化學(xué)成分包括纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，其中纖維素的含量高。纖維素的聚合度越大，分子鏈越長(zhǎng)，形成的氫鍵數(shù)目越多，分子鏈的結(jié)合就越牢靠，紙張的強(qiáng)度就越大，耐久性就越好。酸性的存在嚴(yán)重威脅紙張的保存壽命。

酸化嚴(yán)重的紙張顏色發(fā)黃、發(fā)黑，機(jī)械性能差，發(fā)脆、易斷、易碎，如不采取措施，隨著時(shí)間的推移會(huì)徹底損毀。

紙張酸化的原理

隨著時(shí)間推移，纖維素中的β-糖苷鍵在酸的催化下會(huì)發(fā)生水解，使得分子鏈斷裂，纖維變得脆弱。該反應(yīng)導(dǎo)致紙張逐漸變黃、脆化，抗拉抗張等機(jī)械性能下降，逐漸粉化、碎裂，直至徹底損毀。

纖維素在發(fā)生酸性水解反應(yīng)時(shí)，酸并不參與反應(yīng)，只起到催化劑的作用。因此，酸在纖維素的水解反應(yīng)中并不被消耗，而會(huì)長(zhǎng)期滯留。有研究顯示，紙張的pH值低于6.0，75年后耐久性會(huì)降低50%；pH值低于5.0，75年后幾乎完全脆化變質(zhì)。一般認(rèn)為，紙張的pH值每降低1個(gè)數(shù)值，其壽命就會(huì)降低2至5倍。

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