纤维素溶液用于纸质文物加固研究
发布时间：2021-12-19 01:27
纸是文明传播的主要载体。随着时光流逝,许多珍贵纸质材料如字画、图书、档案等都已经酸化、劣化,亟待脱酸加固保护。纸张主要是由纤维素组成的,利用纤维本身加固纸张不会改变纸张结构。纤维素在低温NaOH/尿素体系中的物理溶解为利用纤维素本身加固劣化纸张提供了可能性,但较高浓度的NaOH会迅速腐蚀纸张。为了降低风险,本实验选取低浓度NaOH/尿素和LiOH/尿素两种体系制备纤维素溶液来对劣化纸张进行加固。经过一定时间的浸渍处理,加固液中的纤维素沉积到纸张表面,增强了纸张的机械强度,从而延长纸张的寿命。由于纤维素溶液呈弱碱性,加固液还能对纸张起到脱酸作用。选用滤纸、旧书纸和宣纸作为主要实验用纸,利用纤维素溶液浸渍处理。并通过测定纸张的机械性能、基础性能和抗老化性能以及表观形貌、纤维结构的变化,来评估加固液的作用。另外,利用上述两种纤维素溶液对竹纸、报纸和打印纸这三种不同类型的模型纸进行处理,通过对比来确定这两种纤维素溶液的适用性。利用低浓度NaOH/尿素混合液制备的纤维素溶液浸渍处理滤纸和旧书纸,以优化纸张机械强度为目标,研究了影响纸张强度的各种因素。结果表明,处理后滤纸和旧书纸的抗张强度、耐折次...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维素的结构
1引言4图1.2酸催化纤维素降解机理1.2.2环境因素对纸张的影响环境因素对纸张的影响也非常明显，比如不同的温度对纸张的影响是不同的。瞿耀良等人[30]将多种纸张在25℃、30℃和45℃的条件下老化，实验发现纸张在25℃、30℃的条件下耐折次数并没有什么变化。但当温度升高到45℃时，纸张明显发黄且损失了部分机械性能。这说明纸张在高于45℃时，纸张纤维老化速率加快，纸张的寿命大大缩短。另外如果温度太低，低至零度以下时，纸张会角质化，这同样会导致纸张降解，综合来看，25-30℃是纸张保存的最佳温度。湿度同样是影响纸张保存的重要因素，Zou等[31]研究发现，相对湿度在25%以下时，纤维素降解速率加快。而当相对湿度提升到50%时，纸张降解速率相对变缓。如果相对湿度提升到75%以上，纸张降解速率也会明显加快。此外，在潮湿的环境下有利于霉菌的快速繁殖和生长，纸张慢慢被蛀蚀，机械强度逐渐丢失。因此将纸张保存在相对湿度为50%左右的环境中可以降低纸张降解的风险。光照对纸张的影响也非常大，包括自然光照和人造光源光照。光照作为一种能量被纸张大量吸收，导致纤维中的C-C、C-O键断裂，从而引发纸张的降解反应。闫智培等[32]研究发现，利用253.7nm紫外光照射新闻纸120h后，纸张的白度就降低了17%左右，这说明长时间的光照对纸张损害非常大，所以保存纸张时应该尽量避免强光的长时间照射。近年来，空气污染成为各国关注的焦点，空气中污染物不仅对人体有害，纸张的保存也会受其影响。工业生产和交通运输生成的CO2、SO2和NO2等酸性气
3低浓度NaOH/尿素溶液制备的纤维素溶液加固纸张17图3.1滤纸(a、b)和旧书纸(c、d)的表观形貌(a、c)及纤维组成(b、d)3.2影响纸张机械性能的因素本实验以抗张强度和耐折次数为优化目标，考察各因素对纸张机械性能的影响。3.2.1湿度的影响温度和湿度对纸张机械性能有一定的影响。为了研究不同湿度下纸张机械性能的变化，以滤纸和宣纸为例，将温度控制在23.1℃不变，分别测试10%、30%、50%、70%以及90%湿度下纸张的抗张强度和耐折次数，其中宣纸在第4章中作为实验用纸。随着湿度的增加，滤纸的抗张强度呈现逐渐降低的趋势，耐折次数则是呈现先增加再减小的规律（图3.2）。抗张强度在湿度为10%时达到最高值3.278kN·m-1，而在50%的湿度的情况下，抗张强度小幅下降。当湿度达到90%时，纸张的抗张强度下降了19.1%，为2.651kN·m-1。湿度从10%增加到70%的过程中，滤纸的耐折次数不断提升，并在70%湿度时达到最高值36次。宣纸机械性能随湿度的增加表现出了相同的规律（图3.3），在湿度为70%时，宣纸的耐折次数为最高的24次，相比10%湿度时的实验用纸，耐折次数提升了9次。这说明环境的湿度对纸张的机械性能测试影响巨大，所以待测的纸张一定要在温度23±1℃、湿度50±2%的环境下平衡24h之后再进行测试。
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米纤维素用于劣化宣纸的加固研究[J]. 喻云飞,申永峰,侯爱芹,李妍,冯泽中,詹予忠. 中国胶粘剂. 2020(01)
[2]纸质文物的现况和保护[J]. 常芳明. 文物鉴定与鉴赏. 2019(23)
[3]针对档案纸张酸化与老化机理的实验论证[J]. 张美芳,娄文婷. 档案学通讯. 2019(05)
[4]近现代文献脱酸关键技术集成与应用[J]. 张玉芝,张云凤,张金萍,郑冬青,夏淑冉,蒋弼. 文物保护与考古科学. 2019(02)
[5]氨基硅烷偶联剂用于劣化纸的脱酸加固研究[J]. 李妍,申永峰,邵帅,侯爱芹,陈珂然,詹予忠. 中国胶粘剂. 2018(10)
[6]从造纸角度浅谈古籍保护与修复[J]. 樊慧明,郭鸣凤. 中国造纸. 2018(08)
[7]试论纸质文物保护修复的传统与现代技术[J]. 鲁莎莎,来守英,毕传峰. 文物鉴定与鉴赏. 2018(15)
[8]功能型苯丙乳液在纸质文物保护中的应用研究[J]. 刘博,齐迎萍. 中国造纸. 2018(06)
[9]影响纸张老化的因素及缓解措施初探[J]. 闫智培,易晓辉,田周玲,任珊珊,龙堃,张铭. 文物保护与考古科学. 2018(02)
[10]纸的诞生推动了世界文明的发展——蔡伦发明造纸术对人类文化的贡献[J]. 胡晓钟. 职业教育(下旬刊). 2017(09)
博士论文
[1]填料聚集体形态与分布特征对纸张性能的影响及其调控机制[D]. 李琳.陕西科技大学 2019
硕士论文
[1]基于纤维素溶解的劣化纸张加固[D]. 李妍.郑州大学 2019
[2]纳米壳聚糖对纸质文物保护研究[D]. 杨春.陕西师范大学 2018
[3]细菌纤维素与壳聚糖在纸质文物修复加固与防霉保护中的应用研究[D]. 段大程.辽宁大学 2017
[4]纤维素衍生物改性聚丙烯酸酯复合材料的制备及其在纸质文物保护上的应用[D]. 陈倩.江苏大学 2017
本文编号：3543520
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
纤维素的结构
1引言4图1.2酸催化纤维素降解机理1.2.2环境因素对纸张的影响环境因素对纸张的影响也非常明显，比如不同的温度对纸张的影响是不同的。瞿耀良等人[30]将多种纸张在25℃、30℃和45℃的条件下老化，实验发现纸张在25℃、30℃的条件下耐折次数并没有什么变化。但当温度升高到45℃时，纸张明显发黄且损失了部分机械性能。这说明纸张在高于45℃时，纸张纤维老化速率加快，纸张的寿命大大缩短。另外如果温度太低，低至零度以下时，纸张会角质化，这同样会导致纸张降解，综合来看，25-30℃是纸张保存的最佳温度。湿度同样是影响纸张保存的重要因素，Zou等[31]研究发现，相对湿度在25%以下时，纤维素降解速率加快。而当相对湿度提升到50%时，纸张降解速率相对变缓。如果相对湿度提升到75%以上，纸张降解速率也会明显加快。此外，在潮湿的环境下有利于霉菌的快速繁殖和生长，纸张慢慢被蛀蚀，机械强度逐渐丢失。因此将纸张保存在相对湿度为50%左右的环境中可以降低纸张降解的风险。光照对纸张的影响也非常大，包括自然光照和人造光源光照。光照作为一种能量被纸张大量吸收，导致纤维中的C-C、C-O键断裂，从而引发纸张的降解反应。闫智培等[32]研究发现，利用253.7nm紫外光照射新闻纸120h后，纸张的白度就降低了17%左右，这说明长时间的光照对纸张损害非常大，所以保存纸张时应该尽量避免强光的长时间照射。近年来，空气污染成为各国关注的焦点，空气中污染物不仅对人体有害，纸张的保存也会受其影响。工业生产和交通运输生成的CO2、SO2和NO2等酸性气
3低浓度NaOH/尿素溶液制备的纤维素溶液加固纸张17图3.1滤纸(a、b)和旧书纸(c、d)的表观形貌(a、c)及纤维组成(b、d)3.2影响纸张机械性能的因素本实验以抗张强度和耐折次数为优化目标，考察各因素对纸张机械性能的影响。3.2.1湿度的影响温度和湿度对纸张机械性能有一定的影响。为了研究不同湿度下纸张机械性能的变化，以滤纸和宣纸为例，将温度控制在23.1℃不变，分别测试10%、30%、50%、70%以及90%湿度下纸张的抗张强度和耐折次数，其中宣纸在第4章中作为实验用纸。随着湿度的增加，滤纸的抗张强度呈现逐渐降低的趋势，耐折次数则是呈现先增加再减小的规律（图3.2）。抗张强度在湿度为10%时达到最高值3.278kN·m-1，而在50%的湿度的情况下，抗张强度小幅下降。当湿度达到90%时，纸张的抗张强度下降了19.1%，为2.651kN·m-1。湿度从10%增加到70%的过程中，滤纸的耐折次数不断提升，并在70%湿度时达到最高值36次。宣纸机械性能随湿度的增加表现出了相同的规律（图3.3），在湿度为70%时，宣纸的耐折次数为最高的24次，相比10%湿度时的实验用纸，耐折次数提升了9次。这说明环境的湿度对纸张的机械性能测试影响巨大，所以待测的纸张一定要在温度23±1℃、湿度50±2%的环境下平衡24h之后再进行测试。
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米纤维素用于劣化宣纸的加固研究[J]. 喻云飞,申永峰,侯爱芹,李妍,冯泽中,詹予忠. 中国胶粘剂. 2020(01)
[2]纸质文物的现况和保护[J]. 常芳明. 文物鉴定与鉴赏. 2019(23)
[3]针对档案纸张酸化与老化机理的实验论证[J]. 张美芳,娄文婷. 档案学通讯. 2019(05)
[4]近现代文献脱酸关键技术集成与应用[J]. 张玉芝,张云凤,张金萍,郑冬青,夏淑冉,蒋弼. 文物保护与考古科学. 2019(02)
[5]氨基硅烷偶联剂用于劣化纸的脱酸加固研究[J]. 李妍,申永峰,邵帅,侯爱芹,陈珂然,詹予忠. 中国胶粘剂. 2018(10)
[6]从造纸角度浅谈古籍保护与修复[J]. 樊慧明,郭鸣凤. 中国造纸. 2018(08)
[7]试论纸质文物保护修复的传统与现代技术[J]. 鲁莎莎,来守英,毕传峰. 文物鉴定与鉴赏. 2018(15)
[8]功能型苯丙乳液在纸质文物保护中的应用研究[J]. 刘博,齐迎萍. 中国造纸. 2018(06)
[9]影响纸张老化的因素及缓解措施初探[J]. 闫智培,易晓辉,田周玲,任珊珊,龙堃,张铭. 文物保护与考古科学. 2018(02)
[10]纸的诞生推动了世界文明的发展——蔡伦发明造纸术对人类文化的贡献[J]. 胡晓钟. 职业教育(下旬刊). 2017(09)
博士论文
[1]填料聚集体形态与分布特征对纸张性能的影响及其调控机制[D]. 李琳.陕西科技大学 2019
硕士论文
[1]基于纤维素溶解的劣化纸张加固[D]. 李妍.郑州大学 2019
[2]纳米壳聚糖对纸质文物保护研究[D]. 杨春.陕西师范大学 2018
[3]细菌纤维素与壳聚糖在纸质文物修复加固与防霉保护中的应用研究[D]. 段大程.辽宁大学 2017
[4]纤维素衍生物改性聚丙烯酸酯复合材料的制备及其在纸质文物保护上的应用[D]. 陈倩.江苏大学 2017
本文编号：3543520
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