酸化紙質文物水溶液真空脫酸和冷凍幹燥試】驗研究

2014-03-11 詹艷平 南京師範大學

  以酸化紙質文物為對象,研制了一種集真空脫酸、低溫預凍和真空幹燥於一體的試驗裝置,並應用該裝置對紙質文物進行真空脫酸和對脫酸○後紙質文物進行真空冷凍幹燥試驗。研究了真空脫酸、低溫預凍和真空禽兽就该狠狠地揍幹燥各試驗工藝和數據,並對試驗前後相關數據進行了對比分析。試驗結果表继续说道明:真空脫酸試驗後紙質文物↑的酸性被完全去除,脫酸〗速率較傳統方法有很大提高;真空时候周端冒出一阵浓烟冷凍幹燥後的紙質文物未出現皺縮、粘連、變形←等現象,且油墨字跡均保持完好。研究結果證明了此方法符合當前【紙質文物規模化脫酸及其幹燥的要求。

  紙質文物作∞為重要信息載體◤,是一個國家和地區歷史的見證,具有不可復制的重要歷史文化價值。然而,這些一面操控着无把匕首追袭朱俊州珍貴的紙質文物如今正在被酸化、氧化、生物腐蝕和光引發降解嚴重損害。近現代研究結果表明酸對紙質文物的破壞起主導作用,正是由於酸的■作用,有相當數量的』紙質文物已經完全失去機械強度,瀕於毀滅。中國具有世界上數量最龐大的珍貴紙質文物,對其進行規模化的脫酸及幹燥是當前圖書檔案界面臨的亟待解決的問題。

  近年來,文物保護工作ㄨ者也對紙質文物的脫酸及其幹燥進行了大量研究。美说这话是不想让朱俊州将来后悔國研究員Barrow的研究指出紙質文物中含有硫酸鋁,在長時間的水解後呈酸性,由於酸的催化作用造成了紙張老化。李景仁等對紙質文物紙張耐久性的影響進行♂了老化試驗研究。研究結果表明我们任务也就完成了紙張的各項性能隨著酸度的增加而迅速降低,且pH 低於6.0時,75 年後耐久性就會降低50%;pH 低於5.0時,75 年後近乎完曼斯说动手就动手全脆化變質。鄭冬青等采用了真空微波幹燥技術對整本圖書水溶液脫酸進行了試驗研究,並對脫酸前後紙張的pH 值等理化性能進行對比, 用CCD、SEM、IR 等不过表面上仍然打笑道分析了紙張纖維的變化,研究結果發現脫酸後的圖書pH值明顯上升, 柔軟度增加, 耐老化性能也得到較大提升, 但抗張強度、耐折度及分子結構等無明顯變化。王鶴雲等把三聚氰胺用於紙質文物保護處理,通過加速熱老化對TEPSMA 處理前後々紙張的pH 值、抗張強度、堿殘留及〓紙張纖維斷裂率進行測定,結果表明,經過TEPSMA 處理後,紙張pH 值得到明顯的提高,抗張強度亦從915 N/m上升到1300 N/m,且處理前後紙張顏色攻势變化輕微(ΔE*=1.72); 熱老化實驗表明,紙張經TEPSMA 處理後,能夠顯著降低紙張老化速ζ 率。這些研究都對紙質文物保護起推動作用,並為紙質文物脫酸♀及其幹燥提供了重要的来意實驗參數。但這些研究中紙質文物的脫酸時間較長,幹燥後的紙質文物容易出現皺不过并没有调侃縮、變形、粘連等現象。

  為了提□高紙質文物的脫酸效率並改善脫酸後紙質文物的幹燥∴效果,本文將以真空脫酸的方式對紙質文物進行高效脫酸,並采用真空冷凍幹燥技術對脫酸後的紙質文物進行凍幹,為批量紙質文物脫酸幹燥提供經驗。

1、試驗裝置、材料及方法

  1.1、真空脫∮酸及冷凍幹燥一體機的研制

  試驗由三個部分組七楼多半会有人逃离上来才对成,分別為真空脫酸、低溫預凍和真空冷凍幹燥。真空冷凍幹燥技術已在食品、醫藥、生物、材料等方面應用№廣泛,但由於紙質文獻幹※燥方面的相關技術資料非常稀缺,溶液不过他们得罪的結晶特點、物料傳熱傳質路徑、過程參數等差別很大,很難直接應用市售的冷凍幹燥設備進行紙質文物規模化脫酸的冷凍幹燥工藝▲研究。針對此種情況本里面存上了一百万試驗在文化部2011 年度文化科技提升計劃項目的資助下,自行研制了紙質文物脫酸用真空冷凍幹燥試驗機,該裝置是真空脫酸,低溫①預凍和真空冷凍幹燥一體機,圖1 給出了冷凍幹燥裝置的簡圖。該裝置由制冷系統、真空系統、加熱系統、稱重系統、控制及測溫系統等組成。幹燥室容積為60 cm×60 cm×60 cm,幹⌒ 燥箱箱頂部裝有一個PH 型在▂線稱重儀,支架上安裝三個電加熱板,每個加熱板的有效加熱面積均為0.5 m2,加熱板內設有溫度傳感器並由溫度控制器控制,真空泵采用GLD-N136 旋∮片直聯式真空泵,幹燥室壓◎力由真空泵、自動摻氣閥、真空壓力表等裝置自動控制,真空那就是女尸上面箱能達到的極限壓力為8 Pa。冷凍室容≡積為60 cm×60 cm×30 cm,采用法︾國泰康AEZ4425Z 制冷壓縮機, 制冷劑為R404A,其極限制冷溫度為-60℃。紙質文獻的溫度由插入到接那人大声叫道近樣品中心的微型熱電偶測量,加熱板是要让你学习的溫度由貼在其上的熱電偶∏測量。溫度和壓力傳感信號進入安捷倫數據采集儀34970A,並由計算機上◥的采集軟件加以顯示、記々錄和保存。

真空冷凍幹燥設備示意圖█

1.冷阱;2.水汽凝結器;3.隔板;4.計算機;5.絕熱板;6.幹燥箱;7.壓力表;8.PID 控制器;9.自動摻氣閥;10.進氣閥;11.壓縮機;12.真空泵;13.輻射板; 14.加熱板;15.紙質文物;16.PH 型在線稱重儀

圖1 真空冷凍幹燥設備示意圖

3、結論

  (1) 真空脫酸可有效去除紙質文物的酸性,脫酸速率較↑傳統方法提高很大,且脫酸後紙机会質文物表面平整,紙張未出現分解融化等現象,是一種安全、高效的脫酸方法。

  (2) 低溫預凍將紙質文獻中遊離態的水∩凍結成冰,預凍後的紙質文獻體積ㄨ有少量膨脹,但文獻表明平整光滑,紙張未出現凹凸不平,符合真空冷凍幹燥的要求。

  (3) 真空冷凍幹燥法能克服傳統方法引起的皺縮、粘連、變形等現象,且不會破壞油墨的性能,基本保持紙質文物的原貌,是一種新穎时候、可靠的幹燥加工方法,符合當前紙質文物規模化脫酸及其幹燥的要求。

  4、展望

  真空脫酸和真空冷凍幹燥為紙質文物規模化脫→酸及其幹燥提供了參考依據。但規模化推廣應用對該技術的效率和節能又提出了更高的要求。且試驗後紙質文物紙張的物理機械強度和化︻學性質是否得到提高,需進一步進行試驗驗↓證。