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什么是木质素?保护级无酸纸在档案保护、图书馆、博物馆以及艺术品保存等领域的应用

发布:2024-05-17 10:35 点击:0

 木质素是一种复杂的有机聚合物,广泛存在于木本植物、草本植物以及所有的维管植物等木质化植物的细胞中。它起到强化植物组织的作用,与纤维素和半纤维素共存,共同构筑植物的骨架。木质素在植物细胞中呈一定规律性分布,胞间层的木质素浓度最高,次生壁内层浓度次之,细胞内部浓度最少。木质素是自然界第三大有机资源,尽管早在数千年前就被人类所使用,但至今未能被广泛开发。

木质素是一种含许多负电集团的多环高分子有机物,对土壤中的高价金属离子有较强的亲和力。根据木质素组成的差异,可分为三类

      1、愈创木醇木质素

      2、愈创木醇-芥子醇木质素

      3、愈创木醇-芥子醇-对羟基苯木质素

木质素单体的分子结构

 由于木质素的分子结构中存在着芳香基、酚羟基、醇羟基、碳基共扼双键等活性基团,因此可以进行氧化、还原、水解、醇解、酸解甲氧基、羧基、光解、酞化、磺化、烷基化、卤化、硝化、缩聚或接枝共聚等许多化学反应。其中,又以氧化、酞化、磺化、缩聚和接枝共聚等反应性能在研究木质素的应用中显示着尤为重要的作用,同时也是扩大其应用的重要途径。在此过程中,磺化反应又是木质素应用的基础和前提,到目前为止,木质素的应用大都以木质素磺酸盐的形式加以利用。在亚硫酸盐法生产纸浆的工艺中,正是由于亚硫酸盐溶液与木粉中的原本木质素发生了磺化反应,引进了磺酸基,增加了亲水性,而后这种木质素磺酸盐在酸性蒸煮液中进一步发生水解反应,使与木质素结合着的半纤维素发生解聚,从而使木质素磺酸盐溶出,实现了木质素、纤维素与半纤维素的分离,得到了纸浆,同时也使木质素的应用成为了可能。

 无酸纸的环境安全性如何评估,有哪些具体的测试或标准?

 无酸纸的环境安全性评估主要通过一系列的检测项目和标准来实现。这些检测项目包括但不限于外观质量、pH值、金属离子含量、木质素测定、碱性缓冲剂、物理性能测试等。具体来说,无酸纸的检测标准参考了WW/T 0077-2017《馆藏文物包装材料无酸纸质材料》。

 在具体的测试方法上,Oddy试验法是一个重要的标准,它通过对无酸纸样品进行测试,以确保其对文物艺术品长期保存的安全性。此外,无酸纸的检测还包括成分分析、指标测试和性能检测等。

 为了全面评估无酸纸的环境安全性,还需要考虑其耐侵蚀性、顶破强度、戳穿强度等物理性能指标。这些指标可以通过GB/T 451.2GB/T 451.3等国家标准进行测试。

 无酸纸的环境安全性评估是一个综合性的过程,涉及多个方面的检测和标准。

 无酸纸与传统酸性纸在长期保存文物时的性能比较结果是什么?

 无酸纸与传统酸性纸在长期保存文物时的性能比较结果如下:

 强度和耐腐蚀性能:无酸纸具有较高的强度和耐腐蚀性能,这使得其更适合用于长期使用和耐久保存文物。相比之下,传统酸性纸由于含有较多的酸性物质,容易导致文物腐蚀和损坏。

 安全性:无酸纸因显著的安全性在文物的包装与保存中得到了广泛的应用。相比酸性纸,无酸纸制作的函套纸张强度更高、性能更好、存放时间更长久,适合珍贵有机类文物的永久保存。

 化学成分:无酸纸通常不含机械浆和光学增白剂,pH值为中性或碱性,且含有一定量的碱性缓冲剂(如碳酸钙),这些成分可以有效缓解文物长期保存时产生的酸性物质对文物的损害。而传统酸性纸则含有较多的酸性物质,不利于文物的长期保存。

 纤维组成及表面形貌:无酸纸主要由棉纤维或木材纤维制成,纤维长、强度好,因此纸页性能良好。而传统酸性纸的纤维组成可能不如无酸纸稳定,容易在保存过程中发生变形和损坏。

 白度和透明度:无酸纸未使用荧光增白剂,ISO白度在81%84%,加入缓冲剂后白度可提高至90%左右。虽然无酸纸的定量小、不透明度低,但其颜色稳定、不褪色、不扩散,更适合用于文物的长期保存。

 保护级无酸纸不含木质素的原因在于木质素在纸张中的长期存在会导致纸张的酸性增强,进而加速纸张的老化和降解。木质素含量不能超过0.65%,相当于KAPPA值小于等于5,这是为了确保纸张具有更长的保存期限和更好的保存性能。保护级卡纸必须是由经过化学去除木质素的木浆或者是α纤维不低于84%的棉浆制成,这样的纸张具有更高的稳定性和安全性,适合用于珍贵文献、艺术品等的长期保存和展示。

 例如,浙江大学图书馆古籍碑帖研究与保护中心通过脱酸加固处理,发现脱酸前后纸张的表面pH值明显上升,但其强度和外观未受影响,这表明保护级无酸纸在提高纸张耐久性方面具有重要作用。

 使用无木质素的保护级纸张可以显著减缓纸质文物因酸性物质迁移而加速老化的风险,保持其物理和化学性质的稳定,从而保护珍贵的文献和艺术品免受时间的侵蚀。这是为什么在档案保护、图书馆、博物馆以及艺术品保存等领域,保护级无酸纸被广泛推荐和使用。