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明清古旧书画熟宣纸的修复与脱酸研究

时间:2020-06-17 10:11:21来源:《档案学通讯》

来源期刊:《档案学通讯》2005年 第5期

作者:邢惠萍 李玉虎
 
  摘 要:本文通过对古旧书画修裱过程中揭取下来的熟宣画心用两种不同方法进行脱酸处理,再裱上,加速老化。然后对老化前后脱酸和未脱酸的样品机械性能及化学性能进行比较,得出脱酸后再进行修裱的熟宣画心其耐久性有了很大的提高
 
  关键词:熟宣 修裱 脱酸 耐久性
 
  我国明清时代许多珍贵的书画是做在熟宣上的 ,这些书画保存到现在 ,大多已发黄变脆 ,断裂 ,严重者已完全断裂为碎片。其原因主要是因为熟宣耐久性差。熟宣是经过施胶的生宣纸 , 施胶有两种 ①,一种是内部施胶 ,就是在抄纸准备过程中 ,向纸浆中加进一些胶料 , 使之沉淀在纤维上 , 当纸张经干燥时 ,表面胶粒熔成薄薄的一层胶膜 ,纸张就有了抗水性 ,写字时墨就不会化开 ,也不会透到纸的背面去。另一种是表面施胶 ,就是在抄纸过程中或成纸后 ,在纸面涂上一层胶膜。施过胶的宣纸不宜沁透水分 ,适合做工笔画 ②, 但其酸度高 , 其酸度主要来自胶料中的加明矾 ,胶料包括松香胶和明矾 ,明矾水解产生硫酸 ,使纸张的酸度大大提高 ,耐久性下降。
 
  为了解决这个问题 , 本实验用脱酸的方法对揭下来的画心先进行脱酸 ,然后再将其修裱 ,这样就解决了画心酸度高 , 耐久性差的问题。脱酸的方法有很多种 ③, 自上个世纪三、四十年代 , 美国化学家Barrow 提出了氢氧化钙 ———碳酸氢钙两种溶液脱酸法及碳酸氢镁单种溶液脱酸法以后 , 人们又相继提出了甲醇氢氧化钡脱酸法、二乙基胺脱酸法、二乙基锌脱酸法等多种方法。但至今没有人研究酸度高画心的脱酸问题。本实验采用碳酸氢镁溶液和我们最新研制的强力脱酸型螯合保护液 (简称 FRD 保护液) 分别对揭裱下来的画心进行脱酸 ,然后再进行修裱 , 与没有进行脱酸直接修裱的画心同时加速老化 ,对三者的物理强度(如抗张强度、撕裂度等) 和化学性能(如α- 纤维素含量、铜价) 进行比较。
 
  实验
 
  1 样品的准备
 
  画心采用安徽泾县生产的熟宣纸 , 用冷水抽提法测得其 P H 值为 4. 04 , 裁取三份试样 , 分别标为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号。将三份样品在干热老化箱中于 100 ℃下老化 40h ,模仿以经历数年的熟宣画心。
 
  2 试剂及仪器
 
  脱脂棉 镊子 碳酸氢镁溶液 FRD1 及 FRD2保护液 蒸馏水
 
  DC - M I T135B 型电脑测控耐折度仪 (长江造纸仪器有限公司)
 
  DC - SL Y13 K 型电脑测控撕裂度仪 (长江造纸仪器有限公司)
 
  J - KZ1000 型摆锤式抗张试验机 (长江造纸仪器有限公司)
 
  切纸刀(长江造纸仪器有限公司)
 
  P HS - 2F 数字 P H 计(上海精密科学仪器公司)
 
  热老化试验箱 L RO16A (重庆银河实验仪器有限公司)
 
  低温交变湿热试验箱 (重庆银河实验仪器有限公司)
 
  白度计(温州仪器仪表公司),
 
  3 实验方法及过程
 
  将 Ⅰ号样品用碳酸氢镁溶液进行脱酸处理 , Ⅱ号样品用 FRD 保护液进行脱酸处理 , Ⅲ号不做任何处理。
 
  3. 1 碳酸氢镁溶液脱酸
 
  将 Ⅰ号样品用清水浸泡一下 , 然后用碳酸氢镁溶液浸泡 20min ,取出后放在吸水纸上晾干③。
 
  原理 :碳酸氢镁溶于水后生成氢氧化镁 ,氢氧化镁电离出来的氢氧根离子与纸中的氢离子发生中和反应 ,多余的碳酸氢镁受热分解后 ,在纸面上生成一层碳酸镁的白色沉淀。
 
  3. 2 脱酸螯合保护液脱酸
 
  用脱脂棉将 FRD1 保护液均匀涂在 Ⅱ号样品上 ,待溶剂挥发后 ,均匀涂上 FRD2 试剂。
 
  原理 :利用 FRD1 和 FRD2 在纸张纤维中渗透沉积微量沉淀 ,使纸张保持中性 ,该沉淀能与纸张纤维素、半纤维素基环上的两个羟基或氧化后形成的羰基形成稳定的五员环螯合物 , 使纤维素分子不易发生降解。从而对纸张起到保护作用。
 
  3. 3 修裱
 
  将三个样品按照传统的修裱方法进行托心。
 
  3. 4 老化前机械强度及白度的测定
 
  分别测定裱后三种样品的抗张强度、撕裂度、耐折度及白度 ③。
 
  3. 5 加速老化
 
  3. 5. 1 干热老化
 
  将三个样品放入干热老化箱中于 100 ℃下老化72h 。
 
  3. 5. 2 湿热老化
 
  另取三个样品放入湿热仪中于 85 ℃、相对湿度80 %条件下老化 72h 。
 
  3. 6 测定老化后样品的机械强度及白度
 
  3. 7 将老化后的三个样品各取一部分 , 进行揭裱 ,测揭裱下来的熟宣的α- 纤维素含量及铜价。
 
  3. 7. 1α- 纤维素含量的测定
 
  α- 纤维素是用浓氢氧化钠 (17. 5 %) 的水溶液处理纸样时 , 抗碱不溶的那部分便称之为α- 纤维素。天然纤维素中凡是未变性部分都具有很大的抗碱性 ,经过制浆造纸过程中的多种工序处理 ,或在自然条件下放置数年后 , 纤维素会或多或少的发生一定程度的降解 , 此时 ,α- 纤维素含量就会降低。因此 , 纸中α- 纤维素的数量越高 , 说明纤维素大分子受损伤的程度越小 , 那么该纸的稳定性和耐久性也越好。
 
  α- 纤维素的测定方法 , 一般有重量法及容量法。前者是利用 17. 5 %氢氧化钠溶液处理 , 根据所得不溶残渣量求得α- 纤维素含量 ; 后者利用重铬酸钾氧化经 17. 5 %氢氧化钠溶液分离出的α- 纤维素 ,再用硫酸亚铁溶液反滴定过剩的重铬酸钾。根据重铬酸钾耗用量 ,以求得α- 纤维素含量。容量法测定α- 纤维素主要优点是可避免繁复的烘干恒重操作手续 ,较重量法迅速 ,但平行实验间误差较重量法大。因此本实验采用重量法测定 ④。
 
  3. 7. 2 铜价的测定
 
  在构成纸张纤维素分子中 , 唯一重要的还原性的基团 , 是长链分子葡萄糖末端基 ,因此 ,还原能力很低。但纤维素分子一旦受到氧化或水解时 ,分子链发生断裂 ,暴露出很多的隐性醛基或羰基 ,其结果大大的增加了纤维素在碱性溶液中的还原能力。所谓铜价 , 其定义是 : 在特定条件下 , 100g 绝干纤维素(纸浆) 使氧化铜还原为氧化亚铜的克数。因此 ,测得的铜价越低 ,说明纤维素分子受到的破坏越少 ,其耐久性也越好 ③。
 
  本实验采用萨氏试剂法来测定铜价。
 
  4 结果与讨论
 
  4. 1 老化揭裱后样品的α- 纤维素含量及铜价见表一
 
表一 揭裱后样品的α- 纤维素含量及铜价
表1.jpg
 
  从表一可以看出 , 加速老化后 , Ⅲ号样品的α-纤维素含量最低 ,铜价最高 ; Ⅱ号次之 ; Ⅰ号最好。说明不经脱酸直接裱糊的熟宣 ,经历数年后 ,其纤维素分子发生的降解最剧烈 , 纤维素受到的破坏最严重。而经过脱酸处理 ,大大降低了纤维素分子的降解程度 。
 
  4. 2 加速老化前与加速老化后样品的机械强度及白度见表二
 
表二 干热老化前后样品的机械强度及白度
表2.jpg
 
表三 湿热老化前后样品的机械强度及白度
表3.jpg
 
从表二可以看出 , 干热老化后三个样品的耐折度、抗张强度、撕裂度及白度均有所下降 , 但从三者各项的保持率看 , Ⅰ、Ⅱ号的保持率均比 Ⅲ号的要高 ,说明不经脱酸处理直接修裱的熟宣画心 ,其强度和白度下降很快 , 经脱酸处理再修裱的熟宣画心其强度和白度均下降的较为缓慢 , 耐久性要比未脱酸的有了很大的提高。而 Ⅱ号样品强度的保持率较 Ⅰ号的要稍好 , 说明 Ⅱ号的脱酸方法对提高熟宣的耐久性要比 Ⅰ号的更为有效。
 
  4. 3 湿热老化前后样品的机械强度及白度见表三从表三可以看出 ,经湿热老化后 ,三个样品的强度和白度都有所降低 ,但 Ⅰ、Ⅱ号均比 Ⅲ号强度和白度保持的好 ,而 Ⅱ号又比 Ⅰ号的保持率要好 ,说明不经脱酸处理而直接修裱的熟宣画心 ,经湿热老化后 ,其强度会进一步降低 ,颜色变黄 ,而经过脱酸处理的熟宣画心其强度和白度均保持得较好。Ⅱ号的处理方法较 Ⅰ号更为有效。
 
  从以上三表的数据综合来分析 , 脱酸后再修裱的画心 ,其机械强度、白度及耐久性比未脱酸有了很大的提高。
 
  由此可以看出 ,古旧书画在重新修裱时 ,如不对酸性高的画心进行脱酸处理 ,经过数年后 ,其仍旧会断裂。因此 ,应对酸度较大的画心进行脱酸 ,以提高其耐久性 。脱酸的方法有很多种 , 而我们研制的FRD 保护液对熟宣的保护比常用的碳酸氢镁脱酸方法要好。分析原因主要有以下两点 : 一是碳酸氢镁水溶液脱酸过程中 ⑤, 纸张要在水中浸泡 20min以上 , 纸张吸收了大量的水 , 不仅使纸张纤维膨胀 ,并破坏了纤维素分子间的氢键 , 使纤维间的结合力减小 ,而新型保护剂采用易挥发的有机溶剂 ,不会对纸张造成影响 , 因此其机械强度要比碳酸氢镁处理的要好。二是碳酸氢镁脱酸是在脱酸的同时 , 在纸张上沉积一层碳酸镁沉淀 , 而新型保护液是在脱酸的同时在纤维素之间沉积微量的大分子杂多酸钡盐的沉淀 , 此大分子沉淀可以和纤维素及半纤维素形成稳定的五圆环螯合物⑥, 使其不易发生水解 , 氧化等降解反应 ,从而大大提高了纸张的耐久性。
 
  另外 ,经我们研究发现 ,新型的保护液不仅可以用于酸性纸张 ,对中性纸张也起到很好的保护作用。
 
  结论
 
  通过本实验 ,可以得出结论 :为了使珍贵的书画得到更好的保护 , 使其延年益寿 , 在修裱前 , 要对酸性高的画心进行脱酸。另外 , 我们所采用的强力缓冲脱酸保护法对熟宣画心的保护要比传统的碳酸氢镁法好 ,值得进一步研究和推广。
 
  参考文献:(略)

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