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纸张的加速老化:木质素含量和湿度对拉伸性能的影响
2023-07-02

环境因素

相对湿度

1、纸是一种亲水的材料,因此,它从空气中吸收大量的水蒸气,这些水蒸气以吸湿水的形式保持在产品中。反过来,这不仅导致启动纸的水解破坏过程,也引发许多其他纸张破坏过程。

2、气体污染物的吸附量也随着纸张含水量的增加而增加,其活性增加了对纸张的破坏作用。由于空气相对湿度的波动,使周围空气中所含的杂质积聚在纸张中。

3、空气中相对湿度的周期性增加也会导致纸中氢键的断裂。这种氢键在纸上的分解是自发进行的,但在自然条件下,这是一个极其缓慢的过程。随着纸张水分含量的增加,会导致氢键的分解明显加速,使纸张在不适合环境下强度的损失。

4、在90°C时,纸张的降解速率与空气湿度有关,是可变的。在初始阶段,湿度约为10-25%时,随着空气相对湿度的增加,纸张的降解速率急剧增加。在第二阶段,当湿度从10-25% 提高到50-75%时,恒降解率略有增加。另外,在湿度超过50-75%的时,降解率又会突然增加。

温度

1、与纸张作用的温度越高、时间越长对纤维素的破坏程度(DP和结晶度的降低)越强。将纤维素材料在空气中加热到100°C不会导致纤维素发生重大的外部或化学变化。然而,当纸张长时间暴露在高温下可能导致纤维素解聚。

2、温度升高和水的存在也会加速不稳定的过氧化键的解体。纸张中纤维素氧化过程的速度,反过来取决于这些键的分解速度。

3、升高的温度也将导致自由基的形成,从而引发氧化反应。纤维素链中葡萄糖单元官能团的氧化通常与糖苷键的破坏同时发生,这会导致聚合度降低。老化导致纤维素、半纤维素和木质素大分子的降解,导致低分子量分数的增加和平均聚合度的降低,从而导致纸张性能的恶化。

生物危害

从微生物学的角度来看,相对湿度的短期波动对纸张也是危险的,因为这种波动为细菌和真菌的快速生长创造了条件。


文物本体

组织结构

1、纸张收缩、碎裂、胶水接头断裂、书本中的胶水和其他粘合剂溶解也会对纸张造成许多其他破坏性的变化。

2、分子内键的断裂导致纤维素的平均分子量下降,平均分子量代表纤维素聚合物中的单体数量(即DP -聚合度),从而降低纸张的强度性能。

3、Strang和Grattan认为,对纸张降解速度有直接影响的是细胞壁中的水浓度,而不是大气中的水蒸气浓度,这一点值得强调。

4、随着温度和湿度的增加,纸张的pH值也随老化时间的增加而降低。


保存条件

藏展环境

1、档案和图书馆资料长期存放的气候条件:温度14-18℃,相对湿度30 - 50%(羊皮纸文件:温度2-18℃,湿度50 - 60%)。

2、大多数纤维素降解真菌在微酸性环境中生长最好。大多数真菌生长的最佳pH指数在4.5-6.5之间。因此,在不适当的条件下存储的论文会被加速微生物降解,从而削弱其机械阻力。


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Accelerated ageing of paper effect of lignin content and humidity on tensile properties.pdf
发布时间:2023-07-02 885.85 KB