為了使文保同行少走彎路，我們對國內外所做的書籍紙張脫酸工作做一回顧性總結，其包括脫班歷史進展，脫酸方法分類，各種方法的優(yōu)缺點和盡可能詳細的實驗步驟，實驗數(shù)據(jù)等。

一般來說，書籍紙張脫酸方法可分為水及水溶液類，無水溶液類和氣態(tài)脫酸類。下面我們就以這樣的類別線索把各種方法介紹給大家。

由于內容篇幅較長，所以在這里我們先做“水及水溶液脫酸”這一內容分享。

首先談談水的作用，也許人們會有些驚奇，紙張僅僅經(jīng)過水處理，特別是硬水的處理，其使用壽命也會延長。原來這是因為紙張經(jīng)過水的沖洗會有許多有益的效果。其一就是紙張中原有許多有害物質，雜質和一些像銅、鐵這樣能促進光氧化降解的化合物，通過水的處理可以去除許多，使得紙張趨于穩(wěn)定；其二就是水中以沖稀和帶走紙張中的到，而酸則是紙張腐蝕的最主要因素。為什么硬水處理效果更好呢？因為硬水中含有少量的金屬鈣、鎂離子，研究實難表明，只要水中含有9PPM的鈣或鎂離子就對紙張有一定的穩(wěn)定作用；如果水中含有14~20PPM的鈣或鎂離子，其就有一定的脫酸效果了。

這也就是古人在過程中無意使用硬水制漿，實際上起到了保護紙張的作用，后來人們由此聯(lián)想又試驗了蒸餾水、去離子水和算來水對紙張的處理作用，正如所預料的那樣，太純凈的水對紙張沒有什么好處。自來水的主要缺點就是含有氯，其對纖維有氧化作用。進一步的研究表明，當水中含有36~112PPM的鈣或鎂離子時，其不僅對紙張有脫酸作用，而且在紙張上還有堿的殘留以抵御空氣中酸氣的侵蝕，這也就是水沖處理紙張的結束而進入堿性水溶液脫酸方法。

在古代，人們已開始注意到經(jīng)過某種工藝處理的紙張更耐久，例如無意識地使用硬水，在制紙過程中加入熟石灰填料，或使用石灰石或白云石工具搗或浸泡處理紙漿等都對紙張的延年益壽起了作用。埃及人在古代使用了NATRON，這是自然界中一種不純的碳酸氫鈉。到了1930年，許多國家研究機構都開始尋找脫酸劑解決紙張老化問題，其包括Bar-row公司、紙張化學研究所、奧達力歐研究基金會，美國國家檔案館等。1936年由奧達力歐研究基金會的謝爾和茨研究發(fā)表了一篇題為“紙張及紙制品的化學穩(wěn)定過程”的文章，并于當年獲得美國專利。謝爾和茨的方法是用Ca、Mg、Sr的碳酸氫鹽和氫氧化物水溶液測定泡或噴涂紙張，浸泡時間為5秒至2分鐘不等。然后把浸濕的紙張干燥，使堿在紙張上沉淀殘留保護紙張。謝爾和茨建議在溶液中通入CO2，這樣可以使氫氧化物轉化為碳酸鹽類，使反應更接近于中性處理，而要想得高濃度的碳酸氫鹽溶液則要在加壓的條件下通入CO2；經(jīng)過這個程序處理，紙張的pH值要高于6.5.并且至少有重量比為2%的沉淀。后來眾所周知的保護專家貝羅使用了Ca(HCO3)2液處理方法。到了1940年，他發(fā)明了兩步法處理紙張，其過程如下：首先將紙張旋轉在兩層光滑柔韌的鋼絲網(wǎng)之間，這樣便于操作控制，然后在濃度為0.15%的飽和Ca(OH)2溶液中浸泡20分鐘。這一步驟中和了紙張中的酸，并有少量的Ca(OH)2殘留；再把經(jīng)上述處理的紙張加入濃度為0.20%的Ca(HCO3)2溶液中約20分鐘。在這一步驟中，過量的Ca(OH)2轉變成了CaCO3沉淀。實際上，殘留的CaCO3量是非常少的，但它已足以抵御酸的進一步的侵蝕了。在上世紀40年代和50年代貝羅的雙液兩步法得到了廣泛的應用。到了1957年，吉爾在美國使用了單液改進法，處理時間約為30分鐘。這是第一次使用了鎂化合物作為脫酸劑，鎂化合物由于它和鈣或其它堿土金屬元素的化合物相比具有更優(yōu)良的溶解性和穩(wěn)定性而開始受到人們的重視。它便于使用，并易于留下殘留堿。通常在選擇無水脫酸劑時選擇鎂試劑。1965年，羅特爾報道了以鎂化合物作為氧化木漿的穩(wěn)定劑。1973年吉爾伯對其穩(wěn)定作用做了更為詳細的研究后指出，鎂試劑對于像鐵這樣的金屬氧化催化劑起鈍化作用。與此同時，為了克服以水為溶劑脫酸液的某些缺點，對于其他像無水脫酸劑和氣態(tài)脫酸液的研究都有了新的進展，并逐漸成為紙張脫酸劑發(fā)展的主流。

以水處理和以水為溶劑進行紙張脫酸處理當然有許多它的優(yōu)點。第一水溶液可以帶走許多有害物質；第二經(jīng)過水液處理的紙張在一定的壓力下干燥，水會使紙張中纖維之間的氫鍵加強；第三水溶液處理所引入的無機緩蝕劑耐老化性能好，不易揮發(fā)，殘留量大。但是從另外方面來說，這種處理方法又有許多缺點必須加以克服：

其一，處理的時間周期太長，以水液來浸濕和干燥都特別需要時間，且在濕態(tài)下，紙張?zhí)貏e容易受到損害，干燥時會有膨脹，變皺等現(xiàn)象。

其二，也是主要的，就是每次處理量都太小。因為以水液處理只能單張?zhí)幚恚傺b訂，人力需要量大，費用高，成效低。

其三，對一些紙張上的字跡有影響，需要前處理等。后來發(fā)展的無水和氣態(tài)脫酸劑主要是針對解決這些不足，而又盡可能保留其優(yōu)點而做改進。

以上內容便是關于水及水溶液脫酸的全部內容，下一期再做關于無水脫酸劑的內容分享。

內容來源：何娟、韓凱英、吳鄭杞、潘路《書籍紙張脫酸方法研究綜述》

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