纸质文献脱酸加固技术研究进展

纸质文献的脱酸加固在全世界受到了广泛的关注,减缓纸质文献的酸化老化、加强纸质文献的修复和保护对于文化传承具有非常重要的历史意义和文化意义。本文从生产原料、工艺、保存环境等方面分析了纸质文献老化受损的原因,阐明了纸质文献的老化机理。综述国内外脱酸、加固修复材料、方法和设备的研究进展,并对当前脱酸修复领域存在的问题提出了一些展望。

不同分子质量水溶性壳聚糖在纸质文献加固中的应用研究

本研究采用乙酸酐制备了不同分子质量的水溶性壳聚糖(WSC-3、WSC-10、WSC-20、WSC-30和WSC-60)并用作修复液,探究其对纸质文献加固及耐老化的效果。结果表明,与未经加固处理的纸张(原纸)相比,采用不同分子质量的水溶性壳聚糖加固处理后,纸张的强度性能有所提升,白度下降幅度较小,色差变化较小,pH值和碱储量均增加。纸张加速老化后,与原纸相比,加固处理后纸张的强度性能下降幅度明显较小,其中WSC-30加固处理后纸张的抗张指数、撕裂指数、零距抗张强度的保留率分别提升了9.7、7.4、4.5个百分点,外观形貌、白度和色差等相差较小。

基于Minitab的苯丙乳液合成影响因素分析及方案优化

该文利用Minitab软件中的Plackett-Burman、Box-Benhnken和响应优化器设计和优化苯丙乳液合成实验,综合分析了影响苯丙乳液合成的因素,获得了较优的合成方案。首先利用Plackett-Burman设计实验方案并分析实验数据,筛选出影响苯丙乳液合成的3个主要因素:乳化剂用量、功能单体用量、引发剂用量。然后利用Box-Benhnken设计实验,用响应优化器优化实验结果得到较优的合成方案:苯乙烯和丙烯酸酯单体的质量配比为1∶1,转速220 r/min,反应温度75℃,乳化剂、功能单体和引发剂质量分数分别为1.04%,1.85%,0.47%。用合成的苯丙乳液与阴离子淀粉配制成表面施胶液施胶复印纸原纸,施胶纸张平均Cobb值达22.6 g/m2。实验结果表明,与其他合成方案相比,用Minitab优化方案合成的苯丙乳液施胶效果最好,其各项性能的预测值与实验平均值拟合度达98.26%～98.72%。

Minitab软件在苯丙乳液表面施胶剂合成中的应用

苯丙乳液是一种高效、低污染的造纸用表面施胶剂,经苯丙乳液表面施胶的纸张具有较好的抗水性和较高的强度、挺度。利用Minitab软件,讨论了影响苯丙乳液合成的主要因素乳化剂用量、引发剂用量、功能单体用量对施胶纸张Cobb值的影响,利用响应曲面分析法设计实验寻求优化合成条件,采用半连续预乳化种子乳液聚合法合成,并用FT-IR、AFM测定乳液的结构和性能。与阴离子淀粉配制成表面施胶剂,对静电复印纸原纸进行表面施胶,并与市售的硅丙乳液的应用结果进行比较,结果表明,自制苯丙乳液有较好的表面施胶效果。

主流逆压力梯度下气膜孔流量系数的实验

为研究主流逆压力梯度下气膜孔的几何结构和气动参数对流量系数的影响规律,采用放大模型在低速回流式风洞中进行了实验。在对比研究圆柱孔和双向扩张孔流量系数基础上,重点研究了双向扩张孔的流量系数。结果表明,双向扩张孔的流量系数比圆柱孔的流量系数高。前倾角越大,流量系数越高;径向角越大,流量系数越高。流量系数随动量比的增加而增高,在动量比小于4时增幅尤其明显。主流湍流度增大使流量系数增大,动量比越小,增幅越大。除了在孔轴线与平板的夹角较大情况外,密度比对流量系数的影响较小。

季铵型瓜尔胶的制备及在纸质文献加固中的应用

纸质文献是人类文明的瑰宝,大量的脆弱纸质文献亟待加固保护,因此急需探究一种与纸张纤维相容性好、操作简便、加固效果显著的材料。本研究对天然高分子瓜尔胶进行季铵化改性,制得取代度为0.137的季铵型瓜尔胶,改性产物具有更好的溶解性及稳定性,并将其应用于纸质文献加固。结果表明,相比未处理厚纸,加固处理后纸张的抗张强度从2.64 kN/m提升至3.16 kN/m、耐折度从7次提升至13次、撕裂度从161.5 mN提升至193.5 mN、零距抗张强度从65.0 kN/m提升至72.8 kN/m,分别提升了19.7%、85.7%、19.8%、12.0%。老化后色差变化为1.31,且不会对纸张及字迹颜色产生负面影响,证明季铵型瓜尔胶在纸质文献的加固中具有一定的应用前景。

碳酸钠对纸质文献超声雾化脱酸效果的研究

本研究使用易溶性水相脱酸剂Na_(2)CO_(3)溶液,通过超声雾化对纸质文献进行脱酸处理,对其可超声雾化质量分数范围、超声雾化速率、雾化量、雾化稳定性、雾化粒径、脱酸均匀性等效果进行了探究。结果表明,Na_(2)CO_(3)溶液可超声雾化质量分数范围为0~12%;质量分数高的Na_(2)CO_(3)溶液超声雾化较为困难,超声雾化速率小;Na_(2)CO_(3)溶液质量分数越低,超声雾化速率越不稳定;随Na_(2)CO_(3)溶液质量分数的升高,超声雾化平均粒径递增且变化幅度不大。在实验条件范围内,相对于其他质量分数,质量分数6%的Na_(2)CO_(3)溶液雾化量最大,超声雾化稳定性高,脱酸均匀性最好,脱酸一段时间后,纸质文献仍能保持较好的脱酸效果。

稀释水流速及加入角度对流浆箱调节效果的影响

从流体力学的角度分析了稀释水流速及其加入角度对稀释水添加效果的影响。实验结果表明,稀释水支管与布浆支管之间的夹角越大,添加稀释水后布浆支管的流量变化越小,添加效果越好;稀释水支管与布浆支管截面积比越大,即稀释水流速越低,添加稀释水后支管流量的变化率在相同的稀释比情况下越小,稀释水添加的效果越好;在稀释水流速和加入角度这两个因素中,稀释水流速对添加稀释水后布浆支管流量的变化影响更大,也是更为关键的因素。

阴离子自交联苯丙乳液的成膜抗水性能研究

以苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)为硬性单体,丙烯酸丁酯(BA)为软性单体,N-羟基甲基丙烯酸酰胺(N-MA)为自交联单体,以丙烯酸(AA)、α-甲基丙烯酸(MAA)作为功能单体,采用预乳化种子乳液聚合法合成了稳定的自交联苯丙乳液。考察了苯乙烯用量、乳化剂用量、自交联单体用量及功能单体用量对乳液涂膜吸水率的影响,结果发现,稳定自交联苯丙乳液的适宜合成条件为软硬单体质量比mBA∶(mSt+mMMA)为0.9～1.1,St用量在25%～27%,乳化剂用量为1.5%～2.5%,阴离子和非离子乳化剂配比为1∶1,N-MA用量为2.5%,AA和MAA用量均为0.5%,此条件下合成乳液的转化率达到95%以上,涂膜抗水性好,膜平滑、透明且无气泡,可见该自交联苯丙乳液有着较优异的稳定性、成膜性和涂膜抗水性。

GCC改性中淀粉-硬脂酸钠复合物包覆量对其使用效果的影响

淀粉与硬脂酸钠在一定条件下反应生成的淀粉-硬脂酸钠复合物可以对重质碳酸钙(GCC)进行表面包覆改性,形成改性GCC。改性GCC较之未改性GCC可以有效减缓加填造成的纸张强度降低这一负面影响。本研究通过分析不同加填量下改性GCC加填纸和未改性GCC加填纸的灰分与纸张强度的关系,阐述改性GCC表面包覆量对提高纸张灰分含量和改善纸张强度的影响。

分子质量调节剂对苯丙微乳液性能的影响

选用十二烷基硫醇作为分子质量调节剂合成了苯丙微乳液表面施胶剂,保持其他合成因素和操作条件不变,通过改变分子质量调节剂的用量,探讨调节剂对苯丙微乳液性能和纸张表面施胶效果的影响。实验结果表明,调节剂的用量对苯丙微乳液的稳定性能有较大影响,当调节剂用量超过0.6%（占总单体质量）或低于0.2%时,乳液的凝胶量显著增加。当调节剂的用量为0.2%-0.4%时,所得乳液对纸张施胶后的抗水性最好,其正/反面Cobb值从103.4/110.1 g/m2降至29.2/30.6 g/m2,这时聚合物的质均相对分子质量Mw=129896,分散系数接近1.0。调节剂用量对苯丙微乳液黏度、施胶纸张的强度及光学性能的影响不明显。

纸质文献表面自由能测试方法的探索

本研究探讨了6种纸质文献的表面自由能(简称表面能)测试方法,以Zisman法的测量值为基准,比较了Neumann法、ZDY法、HM法、OWRK法、OCG法,选取更简便且理论数据与实际测量值相符合的测量方法。结果表明,Zisman法所得纸张表面能为26.24 mJ/m2,纸张施胶后表面能转低,难润湿;Neumann法的测量结果较好,且能最大程度简化表面能的测试步骤,在大规模脱酸处理中能提高古籍的修复效率,并能减少对纸张的损害。ZDY法的实际测量值和理论数据差距较大,不适合用于测量纸张表面能。HM法选择二碘甲烷和丙三醇作为检测液体时,所得偏差较小。OWRK法、OCG法需选择适当的检测液减小标准偏差,若检测液选择不当,会得出与实际不符的结论。

无后座力高速摇振箱在改善纸张性能上的应用

分析了华南理工大学研发的无后座力高速摇振箱的工作原理及优点;同时,通过对比无后座力高速摇振箱摇振前后成形纸张的匀度和纵横向强度差,阐述了该无后座力高速摇振箱在纸张成形过程中的作用。

APTES/AEAPMDMS原位接枝用于纸质文献增强修复研究

本研究将三官能团3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和二官能团3-(2-氨基乙基氨基)丙基甲基二甲氧基硅烷(AEAPMDMS)以一定比例溶于醇水溶液中,制备成APTES/AEAPMDMS增强剂,并在不同反应温度下反应不同时间将其用于纸张增强修复处理。结果表明,APTES/AEAPMDMS喷涂在纸张上,并填充在纤维之间,渗透性良好;同时,增强剂在原位与纸张纤维发生接枝反应,提高了纸张的强度性能。当反应温度120℃,反应时间为0.75h,接枝效率高达73.9%,与原纸相比,修复后纸张的抗张指数、零距抗张强度、耐折度分别提高82.2%、37.4%、100%,但白度下降2.35%,色差为1.42。

苯丙微皂乳液表面施胶剂与淀粉复配使用效果的研究

采用不同比例的苯丙微皂乳液和淀粉复配,在面积为35cm×20cm的纸张上进行施胶,讨论了其对纸张抗水性能、抗张强度和撕裂度等的影响。借助Cobb值测定仪和JC2000A静态接触角测定仪等仪器,进一步研究了苯丙乳液(固含量为46.52%)与淀粉的复配液在纸张表面的使用效果。结果表明,苯丙微皂乳液与淀粉复配比为4∶1时比苯丙乳液单独使用令纸张具有更好的抗水性和物理强度,且当乳液与淀粉的复配质量比例大于1∶8时,施胶后纸张的Cobb值都低于30g/m2。

淀粉-硬脂酸钠改性GCC填料的应用

针对造纸常用填料研磨碳酸钙(GCC)加填时纸张强度严重下降的问题,利用淀粉-硬脂酸反应形成复合物包覆在GCC表面的方法对其表面改性。通过手抄片,对比分析未改性GCC填料在留着率和相同灰分下对纸张物理强度的提高。结果表明:在相同CPAM用量下和相同的加填量下,改性GCC加填较未改性GCC加填有着更高的留着率;加填量为25%时,改性GCC留着率(65.21%)较未改性GCC留着率(55.58%)提高了9.63个百分点;在40%的加填量下,改性GCC分别能提高撕裂指数19%,抗张指数13%,耐破指数23%;相同强度指标下,较未改性GCC加填,100%淀粉用量改性GCC加填能提高灰分含量约6%10%。

淀粉改性碳酸钙填料对改善纸张性能的研究

利用淀粉与硬脂酸钠形成复合物同时添加淀粉交联剂对沉淀碳酸钙(PCC)进行覆膜改性。比较了改性PCC加填与传统加填的使用效果,研究了改性PCC在不同加填量下对纸张施胶性能和纸料留着率的影响。结果表明:在灰分相同时,改性PCC加填的纸张性能要明显好于未改性PCC加填的纸张;在相同添加量和相同AKD用量下,改性PCC加填的纸张的施胶效果好于未改性PCC加填的纸张。在相同的填料添加量时,改性PCC加填的留着率高于未改性PCC加填。

纸张匀度与透气度关系的探究

对一种纸张匀度和透气度之间的关系进行了规律性的探讨。结果表明:纸张透气度与匀度之间呈现局部二次曲线的关系,透气度随着匀度的提高而下降的速度逐步变缓,直至反向略微增加;纸张中针眼和孔洞随机出现会对透气度的稳定带来负面的影响;生产中,对于匀度较差的纸张,可以通过提高纸张匀度来降低透气度,但随着匀度的提高,透气度的下降效果逐渐减弱,最后透气度反而稍有上升。

从造纸角度浅谈古籍保护与修复

古籍是人类历史文化和物质文明的重要记载载体。古籍纸张饱受老化、酸化、氧化等影响,亟需适当的古籍保护与修复。文章分析了酸化、氧化、腐蚀、光化学氧化及造纸工艺等诱因对古籍的影响,探究了古籍纸张老化的机理。从古籍的修复方面,列举了国内外先进的古籍保护与修复技术,主要包括脱酸与增强加固技术等,比较了各自的优缺点;从造纸角度分析了古籍保护与修复的要点,在有效脱酸增强的同时还需注重书籍的保存,如研制书籍专用纸等,采取积极措施保护好我国物质文明,使其延续传承。

低铁含量粉煤灰化学除铁增白的研究

本文研究一种低铁含量粉煤灰酸浸-还原法化学除铁的主要影响因素及水平,并通过正交实验优化工艺条件。通过单因素实验,分析硫酸用量,酸浸时间,保险粉用量,保险粉反应时间,草酸用量,草酸反应时间,反应温度对除铁的影响。结合正交实验,得到结果为:基于粉煤灰质量,草酸用量1%,草酸反应时间为5min,保险粉用量为1%,反应时间为5min,固含量为20%,硫酸用量为20%,酸浸时间为30min,反应温度为30℃。此条件下,所得粉煤灰白度为53%ISO,铁的去除率约50%,粉煤灰白度提高21%ISO。