【摘 要】
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纸质文献是人类文明的重要信息载体,对于文明的传承和历史事件的研究具有重要价值。但纸张在保存过程中存在着酸化、发黄、变脆和霉菌损害等问题,导致承载的重要信息丢失,也影响人们对人类发展过程中历史事件的真相研究。纸张脱酸、霉菌防治和表面自清洁对于纸质文献的长期保存具有重要意义。本研究以旧书籍纸张为研究对象,以纳米纤维素(CNC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)为增强剂和稳定剂,以聚六亚甲基胍盐酸盐(PHM
【基金项目】
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国家重点研究计划国际合作项目(2021YFE0104500); 广州市科技计划专项项目(No.GZDD201808); 国家自然科学基金(31570569);
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纸质文献是人类文明的重要信息载体,对于文明的传承和历史事件的研究具有重要价值。但纸张在保存过程中存在着酸化、发黄、变脆和霉菌损害等问题,导致承载的重要信息丢失,也影响人们对人类发展过程中历史事件的真相研究。纸张脱酸、霉菌防治和表面自清洁对于纸质文献的长期保存具有重要意义。本研究以旧书籍纸张为研究对象,以纳米纤维素(CNC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)为增强剂和稳定剂,以聚六亚甲基胍盐酸盐(PHMG)和CaCO3为防霉抗菌剂和超疏水涂料实现对纸质文献的脱酸、加固、自清洁和防霉处理。基于古纸的增强和防霉,采用CNC和PHMG复合修复液对纸质文献进行处理。本文先对CNC和PHMG的浓度进行探索,获得合适的浓度范围,然后对CNC浓度和PHMG浓度两个影响因素利用响应面法(RSM)优化实验,得到最优处理条件为:CNC和PHMG浓度均为0.3%。在最佳配比下进行纸质文献的抗霉菌处理和人工加速老化实验。结果表明,处理后的纸样力学性能显著提高,耐折度提高1.78倍;同时,修复处理的纸张在7天的老化实验后仍保持了与未处理纸样相同良好的零距抗张强度;此外,该处理方式对单一霉菌(黑曲霉)和四种混合霉菌(黑曲霉、绿色木霉、绳状青霉、球状毛霉)均具有良好的杀菌性能,处理后的纸张表面霉菌生长范围小于10%。基于纸张脱酸和表面清洁,本文用CNC和HPMC稳定纳米CaCO3制备分散性良好的脱酸增强液,结合聚二甲基硅氧烷(PDMS)的处理方法,使用低表面能的甲基三甲氧基硅烷(MTMS)进行化学气相沉积(CVD)处理以构筑疏水涂层,实现对酸化纸张的脱酸、加固和自清洁。实验结果表明,处理后的纸样具有良好的疏水和自清洁效果(静态接触角达到152.29°),并与原纸样相比,撕裂强度增强了12.61%,p H值由5.28提升到8.20左右。采用成分为涂覆CaCO3(用于涂料的普通CaCO3)的纳米纤维素,通过CVD构建一种超疏水自清洁涂层。实验结果表明了CaCO3的引入和硅烷化改性的成功,硅烷化改性形成的Si-OH键有利于与纤维和CaCO3发生缩合反应。处理后的纸质文献具有良好的疏水性(静态接触角达到150°以上,最小滑动角为6.4°)和脱酸效果(p H值在7.50~7.77,最大储碱量达到1.24 mol/kg)。CaCO3不仅能去除酸性物质,还能赋予纸张自清洁效果。综上所述,该方法操作简单,是一种很有前途的保存和加固古纸的方法,对于纸质文物的长期保存具有重要的意义。
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