纸质文物多功能加固保护剂的研究及应用

摘要

纸质文物是人类珍贵的文化遗产，是历史真实的记载。但是随着时间的推移，外界环境条件的变化，这些珍贵的纸质文物在发生着变化和损坏。对这些纸质文献进行及时的加固与保护已经成为一项迫在眉睫的任务。
　　 本文分析了纸质文物老化降解的主要机理，在掌握纸质文物内在、外在的老化降解途径和过程以及破坏机理的情况下，采用马来酸酐对石蜡进行接枝改性，考察了引发剂和马来酸酐的用量、反应温度以及加料方式对接枝率的影响。通过红外光谱图分析了接枝状况。结果表明，引发剂过氧化苯甲酰(BPO)用量为石蜡的3％、马来酸酐用量为石蜡的8％、将马来酸酐与引发剂一起分八次加料，每10min加一次、反应温度为80℃时，其产物的接枝率最大为0.909％，经过红外光谱分析，产品有明显的酸酐特征吸收峰，表明马来酸酐已接枝在石蜡上。
　　 接下来选用聚乙烯、改性聚乙烯、石蜡、改性石蜡和天然高分子水溶性壳聚糖来加固保护纸张，分别对其进行了纸样处理前后的抗张强度试验、干热加速老化试验、耐酸耐碱加速老化试验、耐折度试验、光泽度试验和DSC分析。由纸样干热老化性能试验得到，在温度为110℃时用马来酸酐接枝改性石蜡加固保护的纸样抗张强度损失率由16.7％下降到7.46％。由处理后纸样耐酸、碱抗张强度试验得到，在温度为110℃时采用马来酸酐接枝改性的石蜡处理的纸样经过酸处理后抗张强度损失率由50.9％下降到40％，经过碱处理后抗张强度损失率由37.5％下降到25％，抵抗酸碱侵袭的能力提高。说明单独用马来酸酐接枝改性的石蜡来加固保护纸张，在温度为110℃时效果较好。而单独选用天然高分子水溶性壳聚糖对纸张进行加固保护，对其进行抗张强度试验，结果表明纸张的抗张强度也有较大的提高，可以提高约30％。
　　 最后，在“修旧如旧”的原则下，为了保证防霉抗菌，具有防霉抗菌功能的纳米材料被加入到保护液。将改性石蜡溶液、水溶性壳聚糖溶液和纳米氧化锌乳液按分项试验得到的比例进行复配。以耐折度、加速老化、光泽度等指标对复配好的加固保护剂进行考察，结果表明：复配比例为改性石蜡3wt％，水溶性壳聚糖为0.8wt％，纳米氧化锌2wt％时，纸张抗张强度可提高52.6％，为最佳配比。由纸张干热老化性能试验得到，复配后的保护液处理纸张抗张强度损失率由19.0％下降到8.6％，说明加固保护处理有效。由处理后纸样耐酸、碱抗张强度试验分析得到，采用最佳配方进行处理的纸样经过酸处理后抗张强度损失率由52.4％下降到39.5％，经过碱处理后抗张强度损失率由33.3％下降到17.7％，抵抗酸碱侵袭的能力大大提高了。通过扫描电镜分析，经复配试验加固保护后，纤维增粗，提高了纤维的强度，并且纤维表面变得光滑，有效地隔绝了纸张纤维与空气的接触，对纤维起到了保护作用。由处理后纸样外观质感的分析得到，经过复配处理后纸样外观、质感无明显变化，符合文物保护中“修旧女旧”的原则。
　　 本文是对纸质文物加固保护的初步探讨，经过处理后的纸张符合文物保护的要求。该工作在加固保护纸质文物的技术上有所进展，对纸质文物保护的发展具有一定的理论和现实意义，给今后的纸质文物保护研究提供了借鉴。