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一文带你看懂纸质档案老化原因

作者:   时间:2023年03月16日   点击数:

在档案工作中,不可避免的就会遇到纸质档案老化的问题,而纸质档案老化的原因有哪些呢?过程又是怎么样的?今天小编就带大家来了解纸质档案老化的原因及过程。


01


造纸植物纤维与纸张老化

植物纤维的主要化学成分是纤维素、半纤维素和木素,档案纸张的耐久性与它们的性质有着密切的关系。

1.纤维素

(1)纤维素分子结构对纸张耐久性的影响

① 纤维素的直链结构有利于纸张的耐久性。

② 纤维素分子之间能形成氢键,有利于纸张的耐久性。

(2)纤维素的性质

纸张是由植物纤维交织而成的,纤维素是植物纤维最主要的化学成分。因此,纤维素也是档案纸张的主要化学成分,纤维素的性质就和纸张耐久性有着非常密切的关系。

纤维素的性质很多,与纸张耐久性有关的性质主要有溶解性、纤维素水解、纤维素氧化、纤维素的光解。

当水、氧、光同时作用于纤维素时,纤维素会同时发生水解、氧化、光解和光氧化作用,纸张耐久性迅速下降。因此,档案纸张受潮或被水浸湿后,决不能在阳光下曝晒,以防止光、氧、湿、热同时对纸张产生严重破坏。

需要指出的是,纤维素虽然可以发生水解、氧化和光解等化学反应,但与半纤维素、木素相比,其性质要稳定得多。因此,纤维素是一种耐久性较好的物质。在档案保护过程中,只要注意避免上述反应所需的条件,还是能够延长档案寿命的。





2.半纤维素

(1)半纤维素的性质

半纤维素与纤维素在结构上有一定的相似性,因此,性质上也有一定的相似性,即同样可以发生水解、氧化和光解反应。

但是,两者分子结构上的不同决定了两者性质上的差别。半纤维素的稳定性要比纤维素差。

(2) 由于半纤维素的稳定性比纤维素差,不利于纸张的耐久性,因此,在造纸过程中,纸浆中的半纤维素的含量不能多。半纤维素太多,纸张耐久性就差。但也不需要完全去除半纤维素,而应保留适量的半纤维素,原因如下。

第一,半纤维素具有吸水润胀性,保留适量的半纤维素便于打浆,易使纤维分裂变细;同时能保护纤维,使之不易被横向切断;还能节省打浆时间,并提高得浆率。

第二,纸浆中含有适量的半纤维素可提高纸张强度。如亚硫酸盐法纸浆,当半纤维素约占11%时,纸张强度最大。





3.木素

木素主要存在于植物纤维细胞与细胞之间的胞间层中,即存在于植物纤维细胞的四周,像围墙一样,紧包着纤维细胞。

(1)木素的性质 木素具有以下基本性质。

第一,木素不溶于水,在常温下不溶于稀碱、稀酸溶液。

第二,在高温下,某种一定浓度的酸或碱可与木素作用而使其溶解。造纸工业中的碱法制浆、亚硫酸盐法制浆,就是利用这个性质,把木素从植物纤维中去除。

第三,木素容易氧化,尤其在光照条件下,氧化更快。木素氧化后生成氧化木素,使纸张发黄变脆。


需要注意的是,纸张长久保存后出现的发黄变脆的现象,并不只是由于木素氧化这一因素造成的。纸张发黄的原因很多也很复杂,纤维素、半纤维素的氧化以及纸张的酸性施胶等因素也会引起纸张的发黄变脆。

上面分析了纤维素、半纤维素和木素的性质,相比较而言,纤维素的稳定性最好,木素的稳定性最差。因此,为了提高纸张的耐久性,在纸张生产过程中,要尽可能保留纤维素并去除木素。

由于适量的半纤维素有利于打浆造纸,并能提高纸张强度,因此,生产纸张时通常要保留适量的半纤维素。


02


纸张生产过程与纸张老化

纸张的耐久性除了与造纸植物纤维原料的质量及其化学成分有关之外,还与纸张的生产过程有关。纸张的生产过程比较复杂,工序也较多,与档案保护关系较密切的工序主要是制浆、漂白、打浆、施胶和加填。纸张生产过程中的制浆、漂白、打浆、施胶和加填等工序均能对纸张的性能产生较大的影响,而其中的制浆、漂白、施胶和加填工序在改善纸张性能的同时还会对纸张耐久性产生一定的不利影响。


03


纸张的主要性能与纸张老化

1.纸张的主要性能

纸张具有多种性能,纸张的性能通常可划分为以下几方面。

物理性能:包括定量、厚度、紧度、透气度、施胶度和吸收性等。

光学性能:包括白度和不透明度等。

机械性能(机械强度):包括抗张强度、耐破度、耐折度和撕裂度等。

化学性能:包括化学组分的含量、水分、pH值、灰分等。


2.纸张老化

(1)纸张老化的概念

纸张老化是指在环境因素的作用下,纸张的主要化学成分发生不可逆的化学变化,从而使纸张性能下降的过程。老化是不可逆的化学变化过程。而纸张在使用时的机械损坏以及虫蛀破损时,没有使纸张发生明显的化学变化,因此不属于老化范畴。

纸张的主要化学成分是纤维素、半纤维素和木素。纸张老化主要是指它们三者在酸、光、氧、水分、温度、霉菌和空气中有害物等因素作用下发生化学变化的情况。

总之,纸张老化后,纸张的各种性能会随之改变,老化到一定程度无法利用后,档案就会失去使用价值。目前,已有部分图书和档案就是因为纸张严重老化而无法提供利用。

(2)纸张老化的原因

纸张老化的原因可分为两方面,一是纸张的内部原因,即纸张主要成分具有老化的可能性以及纸张内部存在着促进纸张老化的不利因素;二是外部原因,即外界环境因素作用于纸张,从而引起和促进纸张的老化。

纸张老化的原因很多,情况也很复杂,纸张老化实际上是在内外因素的综合作用下,纸张的主要成分纤维素、半纤维素以及木素发生多种化学反应的结果。

了解纸张老化的原因,就能采取相应的措施来延缓其老化,从而延长档案纸张的寿命。为了使档案纸张有较长的寿命,一方面要生产并选用耐久性好的纸张,另一方面也应对已形成的档案纸张采取多防措施,即防光、防氧化、防酸、防潮、防高温和防霉等。


(3)人工老化试验 

不同的档案纸张其老化速度是各不相同的,老化速度的快慢一方面与外界环境条件有关;另一方面也取决于纸张本身的性能,即纸张本身的耐久性。基于上述原理,如果在一定的环境条件下对不同纸张进行人工老化试验,就能测出纸张耐久性的好坏。

人工老化试验的方法很多,有干热老化试验、光老化试验、湿热老化试验和全气候老化试验等方法。

经过研究和实践证明,纸张在温度105℃±2℃,老化72h,相当于自然条件(自然室温)下保存25年。目前,这种干热老化试验方法已被世界许多国家广泛采用。我国也采用这一方法进行人工老化试验。根据人工老化试验,可判断纸张耐久性的好坏,并可推算出纸张的预期寿命。

只有了解了纸质档案老化的具体原因,并根据其中的问题进行针对性的解决,做好防止纸质档案老化的各种措施,才有利于一些珍贵的纸质档案得到更好的保存。

“数字档案管理”,您身边的数字档案管理专家,愿继续给大家带来更多干货知识!


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