國(guó)內(nèi)外紙質(zhì)文獻(xiàn)加固技術(shù)研究

張 銘

（國(guó)家圖書館古籍保護(hù)科技文化和旅游部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，100034）

中國(guó)是四大文明古國(guó)之一，存世的善本、古籍、檔案等紙質(zhì)文獻(xiàn)數(shù)量繁多、價(jià)值巨大。然而這些紙質(zhì)文獻(xiàn)由于造紙?jiān)戏彪s、寫印油墨質(zhì)量不一，再加上保存環(huán)境復(fù)雜，很多文獻(xiàn)出現(xiàn)紙張脆化甚至碎裂成紙屑的現(xiàn)象。

紙張之所以出現(xiàn)脆化問(wèn)題，與紙張內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化有關(guān)。紙張主要成分為纖維素，是由大量β-葡萄糖分子脫水聚合形成的直鏈狀高分子化合物，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示[1]。

圖1 纖維素分子結(jié)構(gòu)示意圖

圖1中n表示聚合度，在天然狀態(tài)下，棉、麻、木材等植物的纖維素平均聚合度約為104數(shù)量級(jí)，經(jīng)過(guò)制漿處理后得到的紙漿聚合度下降到103數(shù)量級(jí)，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)纖維素聚合度低于200時(shí)，紙張已經(jīng)嚴(yán)重脆化，無(wú)法繼續(xù)使用[2]。

紙質(zhì)文獻(xiàn)一旦出現(xiàn)脆化問(wèn)題，不僅無(wú)法提供正常的翻閱功能，而且往往難以進(jìn)行除塵、脫酸、修復(fù)等保護(hù)措施，不利于文獻(xiàn)的長(zhǎng)期保存。因此對(duì)脆化紙質(zhì)文獻(xiàn)進(jìn)行加固處理迫在眉睫。

1 國(guó)內(nèi)外紙質(zhì)文獻(xiàn)加固技術(shù)研究進(jìn)展

對(duì)紙質(zhì)文獻(xiàn)進(jìn)行加固保護(hù)一直是業(yè)內(nèi)研究的重要內(nèi)容，早期的紙張加固方法以托裱加固[3]、絲網(wǎng)加固[4-5]以及派拉綸（Parylene）成膜加固[6-8]為典型代表。目前，按照加固材料的來(lái)源可以將加固技術(shù)分為天然材料類、合成材料類以及復(fù)合材料類。

1.1 天然材料類

長(zhǎng)久以來(lái)，各種天然材料在紙質(zhì)文物保護(hù)工作中占有重要地位。與人工合成材料相比，天然高分子材料具有種類豐富、來(lái)源廣泛、綠色無(wú)污染以及與紙張纖維兼容性好等特點(diǎn)，其作為加固材料具有較大的優(yōu)勢(shì)。

吳依茜等人[9]研究了沙蒿膠（Artemisia sphaerocephala gum，ASG）、瓜爾豆膠（Guar gum，GG）兩種多糖類天然膠對(duì)宣紙的加固效果，結(jié)果表明，當(dāng)ASG質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.4%時(shí)，宣紙的耐折度提高到原來(lái)的1.4倍；當(dāng)GG質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%時(shí)，宣紙的抗張強(qiáng)度提高了29.1%，耐折度提高到原來(lái)的3.4倍。通過(guò)兩者的復(fù)配可以進(jìn)一步提高加固性能，當(dāng)GG∶ASG為6∶4（質(zhì)量比）時(shí)，耐折度提高了75.96%。經(jīng)耐酸老化后，紙張耐折度僅下降1.76%，抗張強(qiáng)度僅下降4.45%，下降程度遠(yuǎn)低于未加固紙張。然而，研究中使用的沙蒿膠和瓜爾豆膠是通過(guò)植物的種子、果實(shí)提取出來(lái)，其原料來(lái)源受季節(jié)、地域因素影響大，化學(xué)成分較復(fù)雜，質(zhì)量波動(dòng)大，限制了大規(guī)模推廣應(yīng)用。

細(xì)菌纖維素是由木醋桿菌等細(xì)菌發(fā)酵產(chǎn)生的，與植物纖維素具有相同的分子結(jié)構(gòu)，纖維素含量達(dá)到95%以上，聚合度高達(dá)16000，還具有很高的抗張強(qiáng)度和彈性模量。段大程等人[10]進(jìn)行了細(xì)菌纖維素對(duì)紙質(zhì)文物加固處理的研究，將活化處理后的細(xì)菌纖維素在100℃溶解于8%Licl-DMAc溶液中，冷卻離心處理后將上清液噴涂到紙上，再經(jīng)過(guò)再生處理、清洗并干燥后即可。當(dāng)細(xì)菌纖維素的濃度為1.0%時(shí)，紙張的抗張強(qiáng)度提高了3倍，除光澤度略有增加外，白度無(wú)明顯變化。得益于細(xì)菌纖維素和紙張具有很好的兼容性以及優(yōu)異的機(jī)械性能，其在紙質(zhì)文獻(xiàn)加固領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景。

利用細(xì)菌纖維素合成條件溫和、可控的特點(diǎn)，Sara等人[11]在紙張表面刷涂了含有Gluconacetobacter sucrofermentans（一種葡萄糖酸醋桿菌）的培養(yǎng)基，在30℃下培養(yǎng)7天，通過(guò)原位合成的方法便捷地實(shí)現(xiàn)了紙張加固處理。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，原位合成的細(xì)菌纖維素對(duì)紙張的厚度、定量以及不透明度等外觀指標(biāo)無(wú)影響，雖然對(duì)于紙張的物理強(qiáng)度沒(méi)有明顯提高，但是增加了紙張的耐老化性能，老化后加固樣品的機(jī)械性能不會(huì)進(jìn)一步下降。采用原位合成加固，避免了浸泡或者噴涂等常見(jiàn)操作可能造成紙張損毀的問(wèn)題，為嚴(yán)重脆化的紙質(zhì)文獻(xiàn)加固處理提供了很好的思路。然而由于培養(yǎng)基成分復(fù)雜、培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)，在處理過(guò)程中應(yīng)關(guān)注培養(yǎng)基原料、菌種、副產(chǎn)物可能對(duì)紙張以及字跡造成的損害。

1.2 合成材料類

人工合成高分子材料在紙質(zhì)文物加固領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，選用的高分子材料以單體或者聚合物的形式滲入纖維內(nèi)部或包覆在纖維表面，通過(guò)纖維素分子與聚合物分子之間的交聯(lián)作用，增強(qiáng)纖維的強(qiáng)度和纖維之間的相互作用，實(shí)現(xiàn)紙張物理強(qiáng)度的提高。

聚氨基甲酸酯，簡(jiǎn)稱聚氨酯，是一類含有氨基甲酸酯鍵、脲鍵的高分子材料，具有卓越的耐磨性、柔韌性。毛科人等人[12]用1,6-己異氰酸酯三聚體（HDI三聚體）對(duì)紙張聚氨酯化處理，通過(guò)3%濃度的HDI三聚體與纖維素分子的羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能夠明顯提高紙張的抗張強(qiáng)度和濕抗張強(qiáng)度，特別是濕抗張強(qiáng)度能夠提高100倍以上，加固效果顯著。為了進(jìn)一步改善其機(jī)械強(qiáng)度、柔韌性和穩(wěn)定性，金姍姍等人[13]以HDI三聚體為聚氨酯主體原料合成了納米SiO2基聚氨酯、有機(jī)硅基聚氨酯和環(huán)氧環(huán)己烷-環(huán)氧氯丙烷基聚氨酯，再以乙酸乙酯為溶劑，配制成加固溶液，對(duì)紙張進(jìn)行浸泡加固。研究結(jié)果顯示，納米SiO2基聚氨酯的加固效果最優(yōu)，當(dāng)納米SiO2基聚氨酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，紙張抗張強(qiáng)度提高了221%，伸長(zhǎng)率提高了308%，耐折度提高了6735%，撕裂度提高了113%，加固效果明顯，且對(duì)紙張白度及光澤度等外觀性狀無(wú)明顯影響。纖維素分子結(jié)構(gòu)中含有的大量羥基，能夠與異氰酸酯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而提高紙張的物理強(qiáng)度，因此使用較低含量的聚氨酯材料即可對(duì)紙張產(chǎn)生明顯的加固效果。由于聚氨酯與纖維素的物理性能差異，使用聚氨酯類加固材料時(shí)應(yīng)注意其含量，當(dāng)其含量過(guò)高時(shí)有可能對(duì)紙張的手感、柔韌性等指標(biāo)產(chǎn)生較大影響。

含氟聚合物具有較低的表面自由能、較好的耐老化性以及優(yōu)異的機(jī)械性能，在文物保護(hù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。徐方圓等人[14]使用一種常溫固化型氟樹脂（FEVE）和HDI三聚體對(duì)紙張進(jìn)行加固，他們發(fā)現(xiàn)由于FEVE相對(duì)分子質(zhì)量較大，很難滲入到紙張內(nèi)部，質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%的FEVE樹脂即可在紙張表面形成膜狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)HDI三聚體使紙張纖維相互連接成整體，加固了斷裂的纖維，提高紙張抗張強(qiáng)度和耐熱老化性能。歐秀花[15]對(duì)比草酸/乙醇-氫氧化鋇/甲醇保護(hù)液、水性氟碳乳液和明膠-甘油溶液，系統(tǒng)研究了加固前后紙張和字跡的變化情況。其中以水性氟碳乳液加固效果最佳，加固后紙張色差變化最小，物理強(qiáng)度提高最明顯：其中水性紙的橫向耐折度提高了52%，縱向耐折度提高了41%；宣紙的縱向耐折度由原來(lái)的18次提高到64次，橫向耐折度提高到54次。字跡的耐干熱老化、耐酸耐堿、耐紫外線老化能力均有所提高。這說(shuō)明水性氟碳乳液作為加固材料對(duì)紙張和字跡均有較好的保護(hù)效果。

任俊莉等人[16]的專利公開了一種包含無(wú)機(jī)堿藥液（如NaOH、納米MgO）和季銨鹽藥液（如2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨）的處理方法，通過(guò)霧化設(shè)備將藥液霧化后處理紙樣，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)紙張脫酸、加固、抑菌等多種效果，縮短了處理流程。HE等人[17]進(jìn)一步介紹了這種方法，他們首先對(duì)老化紙張進(jìn)行預(yù)干燥處理，然后使用MgO/六甲基二硅氧烷溶液涂覆，干燥后再用霧化的NaOH溶液或者飽和Ca(OH)2溶液處理，再次干燥后將2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨(ETA)的異丙醇/水溶液霧化，對(duì)紙張進(jìn)行加固處理。研究發(fā)現(xiàn)，處理后紙張的抗張強(qiáng)度和耐折度分別提高28%和80%，pH值和堿儲(chǔ)量也有明顯提升，同時(shí)還具有較好的抗菌和耐老化性能。結(jié)果表明這是一種較新穎的多功能老化紙張保護(hù)技術(shù)。

硅烷偶聯(lián)劑的烷氧基水解產(chǎn)生硅醇基，彼此交聯(lián)形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并與纖維素分子的羥基發(fā)生反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)纖維之間的交互連接，從而增強(qiáng)紙張的物理強(qiáng)度。Piovesan等人[18]研究了3-氨丙基-二乙氧基甲基硅烷（AMDES）、丙基甲基二乙氧基硅烷（DMDES）和氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES）及其混合物對(duì)紙張的加固效果，證實(shí)了AMDES和APTES配合使用可以在紙張內(nèi)部形成共聚物網(wǎng)絡(luò)，從而明顯增強(qiáng)紙張的物理強(qiáng)度，且氨基結(jié)構(gòu)的存在，還可以對(duì)紙質(zhì)文獻(xiàn)達(dá)到脫酸處理的效果。雖然加入AMDES會(huì)導(dǎo)致紙張的不透明度降低，但加入APTES可以減緩這個(gè)問(wèn)題。陳珂然等人[19]研究了N-氨乙基-3-氨丙基-三乙氧基硅烷(AETAPTES)、3-氨丙基-二乙氧基甲基硅烷(AMDES)和3-氨丙基-三乙氧基硅烷(APTES)對(duì)復(fù)印紙、宣紙的加固作用。其中加固效果最好的是AETAPTES，當(dāng)AETAPTES濃度為15%時(shí)，處理后復(fù)印紙抗張強(qiáng)度提高至原來(lái)的1.4倍；宣紙的抗張強(qiáng)度提高至原來(lái)的近3倍，耐折度提高60倍之多。因?yàn)樾埦哂休^疏松的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和較少的填料，有利于氨基硅烷偶聯(lián)劑深入紙張纖維內(nèi)部發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，因此宣紙的加固效果遠(yuǎn)優(yōu)于復(fù)印紙。這項(xiàng)研究實(shí)現(xiàn)脫酸和加固一步完成，減少對(duì)紙質(zhì)文獻(xiàn)的處理次數(shù)，降低文獻(xiàn)損毀風(fēng)險(xiǎn)。Zied Souguir等人[20]使用3N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基-二甲氧基硅烷（AEAPMDMS）對(duì)不同纖維組成、不同老化程度的紙張進(jìn)行處理，指出AEAPMDMS對(duì)于老化程度低以及木質(zhì)素含量低的紙張具有更好的加固效果。這項(xiàng)研究對(duì)硅烷偶聯(lián)劑的加固機(jī)理進(jìn)行了分析，為進(jìn)一步優(yōu)化、篩選加固材料起到了指導(dǎo)作用。甲基硅酸鉀溶液能輕易滲透到紙張內(nèi)部，Zhang等人[21]利用硅烷偶聯(lián)技術(shù)用甲基硅酸鉀溶液對(duì)脆化紙張進(jìn)行改性，水解產(chǎn)生的Si—O鍵能夠與纖維素的羥基相互作用，提高紙張物理強(qiáng)度；由于甲基硅酸鉀具有堿性，還可以達(dá)到脫酸的效果。

施膠劑、增強(qiáng)劑是造紙行業(yè)中廣泛使用的助劑，能夠有效提高紙張物理強(qiáng)度，為脆化紙質(zhì)文獻(xiàn)加固提供了更多選項(xiàng)。苯乙烯-丙烯酸酯膠乳(SAE)是造紙行業(yè)常用的紙張表面施膠劑，具有較好的成膜性和耐水性。Qiao等人[22]使用聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯-苯乙烯（MMA-BA-ST）對(duì)脆化紙張進(jìn)行加固處理。研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)MMA-BA-ST乳液濃度為5%時(shí)，處理后紙張的耐折度、抗張強(qiáng)度、撕裂度提高效果明顯，而且不會(huì)對(duì)白度、光澤度等外觀性能造成影響。王俊芬等人[23]合成了苯丙乳液，并對(duì)紙張進(jìn)行浸泡處理，當(dāng)苯丙乳液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%時(shí)，耐折度由341次提高到593次，撕裂指數(shù)由10.0 mN·m2/g提高到20.8 mN·m2/g，抗張指數(shù)由53.5 N·m/g提高到81.6 N·m/g。聚醋酸乙烯是一種紙張?jiān)鰪?qiáng)劑，李華等人[24]使用甲基丙烯酸甲酯對(duì)聚醋酸乙烯乳液改性，將合成的醋酸乙烯酯-甲基丙烯酸甲酯共聚乳液對(duì)紙張進(jìn)行浸漬處理，處理后紙張的抗張強(qiáng)度、耐破度和濕抗張強(qiáng)度分別提高了23.6%、48.7%和26.7%左右。張宏偉等人[25]的專利公開了一種聚丙烯酰胺-聚乙烯醇-硼砂體系的多功能處理試劑，將聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、硼砂水溶液通過(guò)噴霧的方式噴灑于紙張表面進(jìn)行加固處理。由于硼砂是弱酸強(qiáng)堿鹽，不僅能夠中和紙張中的酸性物質(zhì)，也能作為聚丙烯酰胺和聚乙烯醇的交聯(lián)劑，從而實(shí)現(xiàn)脫酸和加固效果。

1.3 復(fù)合材料類

天然材料和合成材料具有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，若能采用化學(xué)合成手段向天然高分子材料中引入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)結(jié)構(gòu)，結(jié)合天然材料與合成材料兩者的優(yōu)勢(shì)，有針對(duì)性地彌補(bǔ)兩種材料的不足，制成的復(fù)合材料在紙質(zhì)文獻(xiàn)加固領(lǐng)域?qū)⒂泻艽蟮膽?yīng)用空間。

陳倩等人[26]選用了醋酸乙烯酯、苯乙烯、環(huán)氧樹脂以及丙烯酰胺改性聚丙烯酸酯4種合成材料，以及改性羧甲基纖維素、改性微晶纖維素、改性再生纖維素以及改性納米纖維素等纖維素及其衍生物制成了多種復(fù)合材料，并進(jìn)行了紙張加固效果研究。其中以納米纖維素-微膠囊-紫外吸收劑-氟-丙烯酰胺苯丙共聚物復(fù)合材料加固效果最明顯，紙張抗張強(qiáng)度由358.01 N/m提高到2068.33 N/m。為了研究加固材料的可逆性，陳倩等人將加固后的紙張分別浸泡在丙酮、乙酸乙酯、三氯甲烷、乙醇和甲醇等溶劑中，每次浸泡30 min，移除加固材料，然后干燥稱量直至恒質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn)乙醇是較優(yōu)的可逆溶劑，復(fù)合材料在去除過(guò)程中對(duì)紙張危害較小，具有良好的可逆性。在紙質(zhì)文獻(xiàn)加固工作中，可逆性是考察加固材料的重要因素，研究和改善加固材料的可逆性也是未來(lái)研究的重要方向。

Lunjakorn等人[27]將三甲基硅基纖維素（TMSC）和Mg(OH)2納米顆粒分散在六甲基二硅氧烷（HMDSO）中制成了穩(wěn)定的膠體溶液，然后通過(guò)浸泡的方式分別對(duì)已老化的木漿紙和新生產(chǎn)的濾紙進(jìn)行處理。結(jié)果表明，處理后木漿紙和濾紙的pH值分別由原來(lái)的4和7上升到9和10，堿儲(chǔ)量上升到1.8%和1.4%（以Mg(OH)2計(jì)），斷裂拉伸應(yīng)變分別提高13%和74%。進(jìn)一步經(jīng)過(guò)老化處理后，加固過(guò)的木漿紙和濾紙抗張強(qiáng)度僅下降0.5%和9%，說(shuō)明加固效果具有很好的耐老化性。此外Lunjakorn等人[28]將TMSC-Mg(OH)2-HMDSO加固液通過(guò)浸涂的方法對(duì)木漿紙進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了加固、脫酸、堿沉積多層處理。他們發(fā)現(xiàn)加固后紙張的抗張強(qiáng)度由1.6 MPa提高到5.5 MPa，堿儲(chǔ)量高達(dá)4%。

殼聚糖分子中含有的氨基和羥基易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，耐老化性能較差，而醋酸丁酸纖維素具有良好的耐老化性能。曹育紅等人[29]合成了纖維素-殼聚糖接枝物，并噴涂于紙張表面，紙張抗張強(qiáng)度由184 N/m提高到300 N/m，耐折度由12次提高155次，提高效果顯著，而且進(jìn)一步經(jīng)過(guò)酸水解老化和干熱老化后，加固后紙張的抗張強(qiáng)度僅下降18%和4%，遠(yuǎn)低于未加固紙張的降低程度，表明纖維素-殼聚糖加固處理不僅加固效果明顯，而且處理后紙張耐老化性能有所提高。Jiang等人[30]采用逐層組裝沉積的方法將殼聚糖乳酸/羧甲基纖維素鈉復(fù)合物沉積在紙張上制備了復(fù)合膜。沉積三層復(fù)合膜后，紙張的抗張強(qiáng)度和耐折度分別比對(duì)照樣提高了100%和450%，pH值由酸性上升為堿性，且對(duì)紙張外觀無(wú)明顯影響。

徐雷雷等人[31]為了改善醋酸丁酸纖維素（CAB）溶解性能較差、成膜較軟的問(wèn)題，通過(guò)丙烯酸酯類單體和三元乙丙橡膠對(duì)CAB進(jìn)行改性處理，分別得到醋酸丁酸纖維素/丙烯酸丁酯/丙烯腈（CAB-g-BA/AN）接枝物和CAB-g-MEPDM三元接枝物，然后以醋酸丁酯/二甲苯/丙酮混合溶液作為溶劑刷涂到紙上。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)CAB-g-BA/AN、CAB-g-MEPDM膠液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為4%和2%時(shí)，紙張的抗張強(qiáng)度提高了74%和90%。制備的淀粉接枝丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸三氟乙酯（ST-g-BA/TFEMA）具有更加突出的物理強(qiáng)度、耐老化性能以及耐酸堿性能，使用濃度為2%的ST-g-BA/TFEMA加固液可使紙張抗張強(qiáng)度提高了近1倍，耐折度提高了近4倍。這項(xiàng)研究對(duì)纖維素衍生物進(jìn)行了多種改性處理，得到的改性材料既具有良好的纖維素親和力，又有優(yōu)異的物理強(qiáng)度，是一種較為理想的紙張加固材料。

林茵濤等人[32]以季銨型陽(yáng)離子淀粉為加固劑、四硼酸鈉為脫酸劑，通過(guò)浸泡的方法對(duì)紙張進(jìn)行脫酸和加固處理。結(jié)果顯示，紙張pH值提高至7.0～8.5，耐折度增加了85%左右，加固效果顯著。Helmut等人[33]對(duì)比研究了淀粉漿糊、甲基纖維素、丙烯酸乳液、薄紙、丙烯酸樹脂薄膜、派拉綸薄膜等6種加固方式對(duì)5種不同紙張（新生產(chǎn)的化學(xué)漿濾紙、新生產(chǎn)的銅版紙以及3本磨木漿和破布漿的舊書（分別出版于17、19和20世紀(jì)））的加固效果。研究發(fā)現(xiàn)，加固后濾紙的耐折度提高3倍以上；銅版紙自身具有較高的物理強(qiáng)度，使用漿糊或甲基纖維素加固后其耐折度提高1倍左右，而使用其他加固方式則效果不明顯；對(duì)于20世紀(jì)出版的舊書紙張來(lái)說(shuō)，派拉綸薄膜加固效果不明顯，而其他加固方式都能使耐折度提高至原來(lái)的2倍左右。在進(jìn)一步的老化實(shí)驗(yàn)中派拉綸薄膜加固的磨木漿紙?jiān)诶匣竽驼鄱认陆底疃?，這表明派拉綸薄膜加固法可能會(huì)加速磨木漿紙張的老化問(wèn)題。由此可知，紙張的原料種類和老化程度對(duì)加固效果有著重要影響，因此紙質(zhì)文獻(xiàn)進(jìn)行加固處理前應(yīng)進(jìn)行充分檢測(cè)，并采用有針對(duì)性的加固措施。

TiO2作為光催化劑是一種常用的環(huán)保材料，常用來(lái)凈化空氣中的污染物質(zhì)，殺滅細(xì)菌和真菌。許文凱等人[34]首先在紙張表面涂上一層羥丙基纖維素-乙醇溶液，然后再噴涂TiO2-乙醇分散液，從而得到羥丙基纖維素和TiO2復(fù)合物涂層。研究發(fā)現(xiàn)，涂覆復(fù)合材料后紙張的抗張強(qiáng)度由約38 N/cm提高到約42 N/cm。經(jīng)過(guò)干熱老化處理后涂覆處理的紙張抗張強(qiáng)度僅下降到40 N/cm，加固效果具有很好的耐老化性能。霉菌的預(yù)防與處理是紙質(zhì)文獻(xiàn)保存過(guò)程中的重要工作，這項(xiàng)研究使用羥丙基纖維素和TiO2復(fù)合材料可以將加固與除霉滅菌兩項(xiàng)工作相結(jié)合起來(lái)，減少了處理步驟，為加固保護(hù)提供了很好的思路。張金萍等人[35]的專利

公開了一種用于紙質(zhì)文物保護(hù)的多功能試劑，主要成分為包含納米Mg(OH)2、納米TiO2和羥乙基纖維素的水溶液，能夠?qū)堎|(zhì)文物同時(shí)進(jìn)行脫酸、加固、抗光降解和防霉的保護(hù)。處理后的紙張pH值能夠達(dá)到弱堿性，含有一定的堿殘留，抗張強(qiáng)度也能夠大幅度提升，且具有一定的抑菌性能。

表1 文中主要加固技術(shù)的對(duì)比

表1為本文中所述的主要加固技術(shù)的對(duì)比。從表1可以看出，現(xiàn)有加固材料種類很多，其中以聚氨酯類、丙烯酸酯類、硅氧烷類等合成材料對(duì)紙張物理強(qiáng)度提高最明顯，它們大多使用有機(jī)溶劑溶解；天然材料具有綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，對(duì)紙張具有一定的加固效果?，F(xiàn)有加固技術(shù)多采用浸泡或者噴涂的方式對(duì)單頁(yè)紙張進(jìn)行加固處理，而對(duì)圖書等多頁(yè)文獻(xiàn)的批量加固技術(shù)涉及較少。結(jié)合天然材料與合成材料的優(yōu)點(diǎn)制成復(fù)合材料，以及加固、脫酸、抗菌同步處理，這些技術(shù)具有很好的應(yīng)用前景。

2 加固處理的原則和展望

古籍、善本、檔案等紙質(zhì)文獻(xiàn)具有珍貴的歷史價(jià)值和學(xué)術(shù)價(jià)值，不幸的是，紙張脆化問(wèn)題既縮短了文獻(xiàn)的保存壽命，又限制它們的使用、研究與傳承，因此應(yīng)及時(shí)對(duì)脆化紙質(zhì)文獻(xiàn)進(jìn)行加固處理。

對(duì)紙質(zhì)文獻(xiàn)進(jìn)行加固處理，選取適當(dāng)?shù)募庸滩牧虾图庸坦に囀种匾?。鑒于脆化紙質(zhì)文獻(xiàn)的珍貴價(jià)值和不可再生的特點(diǎn)，筆者認(rèn)為加固處理至少應(yīng)遵循以下原則：①安全性，加固材料應(yīng)無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染，在加固處理和長(zhǎng)期保存過(guò)程中不應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境、紙質(zhì)文獻(xiàn)以及人員產(chǎn)生危害。②原真性，應(yīng)最大可能性保持文獻(xiàn)原始狀態(tài)，加固材料最好無(wú)色透明，不能影響圖書的閱讀功能，對(duì)紙張厚度、手感、外觀等特征影響較小。③可逆性，加固材料能夠在不損害紙質(zhì)文獻(xiàn)的前提下去除，以備將來(lái)有更好的加固技術(shù)可以更新替換。④高效便捷，我國(guó)脆化紙質(zhì)文獻(xiàn)數(shù)量巨大，加固技術(shù)應(yīng)該簡(jiǎn)單易操作。

結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外加固研究現(xiàn)狀以及加固處理原則，筆者認(rèn)為未來(lái)脆化紙質(zhì)文獻(xiàn)加固處理的研究方向有以下三方面：①綜合天然材料和合成材料的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)出更多種類、性能更優(yōu)異的加固材料，以適應(yīng)種類繁多的紙質(zhì)文獻(xiàn)；②綜合統(tǒng)籌加固處理與脫酸、除霉等紙質(zhì)文獻(xiàn)保護(hù)措施，研究采用一步法完成多項(xiàng)保護(hù)措施，降低紙質(zhì)文獻(xiàn)損壞風(fēng)險(xiǎn)；③研發(fā)針對(duì)書籍類文獻(xiàn)的紙張加固工藝?，F(xiàn)有加固技術(shù)多是針對(duì)單頁(yè)紙張進(jìn)行加固處理，如果要處理動(dòng)輒幾百頁(yè)的圖書，則需要去除圖書裝訂，一頁(yè)一頁(yè)進(jìn)行加固處理，最后再重新裝訂成冊(cè)，工作量十分繁重。所以對(duì)整本圖書進(jìn)行批量加固處理的技術(shù)也是今后研究的重要方向。