一种纸质文物的气相脱酸加固方法技术

本发明专利技术公开了一种纸质文物的气相脱酸加固方法。包括以下步骤：将待处理的纸质文物和脱酸试剂放入密闭装置中，密封并抽真空，使体系维持负压；然后将纸质文物在脱酸试剂蒸气和加固试剂蒸气的存在下分别进行脱酸处理和加固处理；脱酸试剂为氨水、分子量不大于200的小分子有机胺及其溶液、或沸点不高于200℃的液态有机胺及其溶液中的一种或几种。本发明专利技术处理时不使用溶剂，不会出现液相脱酸法处理纸质文物时纸张皱缩变形、字迹晕染褪色等现象；避免了液相脱酸修复中纸张黏连造成的二次损伤；除酸效果明显，且可在纸张表面反应接枝形成包覆纸纤维的团状聚合物颗粒，获得了优异的机械性能，起到加固的效果，有效延长了纸质文物的寿命。

A Method of Gas Phase Deacidification and Reinforcement of Paper Cultural Relics

【技术实现步骤摘要】
一种纸质文物的气相脱酸加固方法
本专利技术属于古籍保护
更具体地，涉及一种纸质文物的气相脱酸加固方法。
技术介绍
纸质文物对文明的传播和传承起到极其重要的作用，随着时间的推移，珍贵的古籍善本等纸质文献都出现不同程度的老化、黄化乃至碎裂成纸屑的现象。由于纸张本身主要由纤维素构成，纸张老化的实质就是纤维素发生酸性降解和氧化降解反应，造成纤维素分子链断裂，纸张中的酸会加速纤维素的降解。纤维素水解后，由于聚合度降低，纸张的强度也随之降低，当纤维素聚合度降至200以下时，纸张就会完全脆化，甚至部分粉化，使得纸质文献失去了使用功能。特别值得注意的是，在此水解过程中，酸性物质并未被消耗，而是逐渐积累变多，长久地停留在古籍中，危害越来越大。因此，对纸质文献进行彻底的脱酸研究已经迫在眉睫。目前尽管国内外研究机构已经开展各种对纸质文献的脱酸研究，但是至今仍未获得能实际应用的脱酸技术。纸张脱酸作为一种延缓纸张酸化老化的有效手段得到了业界的广泛认可。目前纸张脱酸主要有以下几种处理方法：(1)液相脱酸法：液相脱酸包含水溶液脱酸及有机溶液脱酸两种方法；(2)等离子体脱酸；(3)气相脱酸法。其中，液相脱酸法将纸质文物浸泡在溶液中，纸质文物浸泡后容易出现皱缩变形、字迹晕染等现象。而使用有机溶液脱酸时一般会使用甲醇及甲醇镁等物质，甲醇有毒且其溶解作用会造成有机颜料和粘接剂的溶出等现象，引起古籍油墨溶化，污损古籍；另外有机溶液易燃，毒性强，对操作的安全性要求很高。而采用等离子体对纸张脱酸(如中国专利文献CN109706790A)，高能的等离子体会对纤维素有一定的破坏作用，需要严格小心地调节等离子体的能量密度使其处于一定的范围内，不适于规模化脱酸的要求。气相脱酸法，常用的试剂有氨气、碳酸氢盐、环己胺、吗啉、二乙基锌、季铵盐等，气相法(如中国专利文献CN102242529A)工艺条件要求高，且需要大型真空设备，处理成本高昂。脱酸后纸张表面沉积的氧化锌虽能一定程度上稳定纸质文物的值，但含锌物质同时也有加速纤维素的光氧化作用。另外，脱酸剂二乙基锌易燃易爆，脱酸过程需要严格控制温度等参数，存在安全隐患。此外，以上脱酸方法尽管都能有效的中和纸质文物中的酸性物质，但是这些方法并不能对纸质文物进行有效地加固。中国专利文献CN108221480A公开了一种对纸质文献进行脱酸的方法，涉及纸质文献脱酸领域，该方法使用碱性气体对纸质文献进行脱酸处理，并利用加固剂对脱酸处理后的纸质文献进行加固处理，以在纸质文献的纸张表面上形成一层填料保护膜。该方法虽然可以提高脱酸后纸张强度性能，但提高的幅度非常有限。
技术实现思路
本专利技术的首要目的是克服上述现有技术的缺陷和不足，提供一种纸质文物的气相脱酸加固方法。该方法对纸张破坏小，在处理过程中不会造成纸张皱缩变形、字迹晕染褪色，不仅能够使纸质文物有效地脱酸、加固纸张，而且在处理的同时能使纸质文物不受损，可有效延长纸质文物的存放寿命。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种纸质文物的气相脱酸加固方法，包括以下步骤：S1.将待处理的纸质文物和脱酸试剂放入密闭装置中，密封并抽真空，使体系维持负压；然后将所述纸质文物在脱酸试剂蒸气的存在下进行脱酸处理；所述脱酸试剂为氨水、分子量不大于200的小分子有机胺及其溶液、或沸点不高于200℃的液态有机胺及其溶液中的一种或几种；S2.然后将加固试剂放入密闭装置中，密封并抽真空，使体系维持负压；将所述纸质文物在加固试剂蒸气的存在下进行加固处理；所述加固试剂为α-氰基丙烯酸酯和/或α-氰基丙烯酸酯衍生物。本专利技术主要利用气化的氨水或挥发性有机胺溶液和纸质文物中的酸性氢发生原位化学反应，以中和纸张中的酸，并且利用了α-氰基丙烯酸酯衍生物进一步在纸张表面反应接枝形成包覆纸纤维的团状聚合物颗粒，从而达到纸质文物脱酸及加固的目的。本专利技术有效延长了纸质文物的寿命，除酸效果明显，并能使得纸质文物一定程度上免受水的浸润破坏，这对于古籍的长久保存具有重要意义。优选地，所述脱酸试剂蒸气由脱酸试剂经气化得到，且所述脱酸处理的温度为25～60℃，时间为0.5～5h。进一步优选地，所述脱酸处理的温度为25～40℃，时间为0.5～2h。优选地，所述加固试剂蒸气由加固试剂经气化得到，且所述加固处理的温度为40～60℃，时间为1～10h。进一步优选地，所述加固处理的温度为50～60℃，时间为1～5h。优选地，所述氨水的浓度为大于或等于25％；所述小分子有机胺溶液、液态有机胺溶液的浓度不低于99％。优选地，所述液态有机胺选自乙胺、乙二胺、丙胺或丙二胺中的一种或多种。优选地，所述α-氰基丙烯酸酯衍生物选自α-氰基丙烯酸戊酯、α-氰基丙烯酸己酯或α-氰基丙烯酸辛酯中的一种或多种。进一步优选地，所述α-氰基丙烯酸酯衍生物为α-氰基丙烯酸辛酯。使用α-氰基丙烯酸辛酯处理纸张可以获得更好的机械性能。优选地，步骤S1和步骤S2中，控制体系压强为0.001～0.08MPa。本专利技术中，所述密闭装置的密封性应为良好。所述抽真空处理，是通过旋片真空泵将体系内压力抽到0.001～0.08MPa，并维持处理时体系不进气，直到处理完成。进一步优选地，步骤S1和步骤S2中，控制体系压强为0.001～0.01MPa。优选地，脱酸试剂的用量为处理每平方厘米纸张不低于(即等于或大于)0.021mL；加固试剂的用量为处理每平方厘米纸张不低于(即等于或大于)0.021mL。本专利技术中，所述纸质文物包括古籍酸性书本、档案、文献资料、报纸、图书等。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术无需使用液相试剂处理纸质文物，避免了液相脱酸法处理纸质文物时皱缩变形和字迹晕染褪色等现象的出现；而且避免了液相脱酸修复会造成纸张黏连的二次损伤；另外本专利技术对纸质文物的除酸效果明显，可以很好地中和纸质文物中的酸性物质，有效延长了纸质文物的寿命。(2)采用本专利技术的方法处理纸质文物后，纸质文物获得了疏水表面，防止了水或水溶液对浸润纸质文物使纸张变形。(3)纸质文物经过本专利技术加固处理后其机械性能能获得有效提升，使用本专利技术方法对纸质文物进行加固后，纸样的断裂载荷最高能提高为原来的四倍。此外，可以通过调节加固处理时间来控制纸张的断裂载荷，具有广阔的应用前景。附图说明图1为实施例1中经过α-氰基丙烯酸戊酯加固处理以后纸样的应变-载荷图，并附有不同处理时间的纸样用以对比。图2为实施例2中经过α-氰基丙烯酸己酯加固处理以后纸样的应变-载荷图，并附有不同处理时间的纸样用以对比。图3为实施例3中经过α-氰基丙烯酸辛酯加固处理以后纸样的应变-载荷图，并附有不同处理时间的纸样用以对比。图4为实施例1中经过α-氰基丙烯酸戊酯处理5h后的纸张微观型貌的扫描电镜图。图5为实施例2中经过α-氰基丙烯酸己酯处理5h后的纸张微观型貌的扫描电镜图。图6为实施例3中经过α-氰基丙烯酸辛酯处理5h后的纸张微观型貌的扫描电镜图。图7为对比例1仅经过脱酸处理后纸张微观型貌的扫描电镜图。具体实施方式以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本专利技术，但实施例并不对本专利技术做任何形式的限定。除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备为本
常规试剂、方法和设备。除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。实施例1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纸质文物的气相脱酸加固方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将待处理的纸质文物和脱酸试剂放入密闭装置中，密封并抽真空，使体系维持负压；然后将所述纸质文物在脱酸试剂蒸气的存在下进行脱酸处理；所述脱酸试剂为氨水、分子量不大于200的小分子有机胺及其溶液、或沸点不高于200℃的液态有机胺及其溶液中的一种或几种；S2.然后将加固试剂放入密闭装置中，密封并抽真空，使体系维持负压；将所述纸质文物在加固试剂蒸气的存在下进行加固处理；所述加固试剂为α‑氰基丙烯酸酯和/或α‑氰基丙烯酸酯衍生物。

【技术特征摘要】
1.一种纸质文物的气相脱酸加固方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将待处理的纸质文物和脱酸试剂放入密闭装置中，密封并抽真空，使体系维持负压；然后将所述纸质文物在脱酸试剂蒸气的存在下进行脱酸处理；所述脱酸试剂为氨水、分子量不大于200的小分子有机胺及其溶液、或沸点不高于200℃的液态有机胺及其溶液中的一种或几种；S2.然后将加固试剂放入密闭装置中，密封并抽真空，使体系维持负压；将所述纸质文物在加固试剂蒸气的存在下进行加固处理；所述加固试剂为α-氰基丙烯酸酯和/或α-氰基丙烯酸酯衍生物。2.根据权利要求1所述纸质文物的气相脱酸加固方法，其特征在于，所述脱酸试剂蒸气由脱酸试剂经气化得到，且所述脱酸处理的温度为25～60℃，时间为0.5～5h。3.根据权利要求2所述纸质文物的气相脱酸加固方法，其特征在于，所述脱酸处理的温度为25～40℃，时间为0.5～2h。4.根据权利要求1所述纸质文物的气相脱酸加固方法，其特征在于，所述加固试剂蒸气由加固试剂经气化得到，且所述加固处理的温度为40...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旭东，冯登崇，洪炜，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44