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《金光明经》残卷纸张酸碱性检测

时间:2020-06-24 08:56:27来源:复旦大学中华古籍保护研究院
  01 什么是酸碱度
 
  水可以发生微弱的电离,电离方程式简写为H2O ≒ H+ + OH-,溶液酸性、中性或碱性的判断依据是[H+]和[OH-]浓度的相对大小。当溶液中[H+]、[OH-]较小时,直接用[H+]、[OH-]的大小关系表示溶液酸碱性强弱就显得很不方便。因此,数学上定义pH来表示溶液的酸碱度,即:pH = -lg[H+]。
 
  通常来说纸张的pH值小于7为酸性纸,等于7为中性纸,大于7为碱性纸。中性纸和碱性纸统称为无酸纸。在日本,根据日本国立国会图书馆的判断,pH值低于6.5的纸被称为“酸性纸”, pH值在6.5—10为“中性纸”, 即一些弱酸性和弱碱性的纸张都被称为“中性纸”。
 
  02 纸张酸化的原理及脱酸
 
  随着时间的推移、保存环境等客观因素的限制,纸质文物面临发黄破旧、加速损毁等系列问题,极大程度地降低了其使用性与保存寿命。导致这些现象的主要原因为纸张的酸化,酸化程度以pH值来度量。纸张酸化的根本原因为其主要化学组成纤维素在酸性含水条件下发生水解进而使其聚合度明显降低,宏观上表现为纸张机械强度的下降。造纸工艺、原料、含有酸性物质的墨汁颜料、空气中的酸性气体以及修复过程中使用的胶矾水等均是造成纸张酸化的来源。
 
  脱酸是指将不同形态的碱性物质分散并渗入到纸张内部并同时与纤维素通过附着、粘结、键联等相互作用来去除游离酸并保留一定碱度,以减缓纸张的降解,延长纸张的寿命。理想的脱酸方法是尽可能的除去纸上可溶性酸性物质,并沉淀一定量的碱保留量,使纸张pH值在8到9.5之间,并尽可能长期限的保持这种状态。同时对包括纸张、字迹、印章等没有负面影响,不加速老化,且所有脱酸剂无毒无害。
 
  脱酸的主要对象是已经保留了原件的酸化纸质文物,同时纸张必须要有一定的强度。对于已经十分脆弱的酸化纸张,需要先进行修复,再考虑是否脱酸。此外,纸质文物脱酸具有一定的风险,在脱酸前要进行全面的科学分析,充分考虑脱酸剂对纸质文物的字迹、颜料等是否会造成影响,采取合适的脱酸方式并严格控制脱酸剂浓度及用量。
 
  03 《金光明经》残卷纸张的pH值测试
 
  由于需要修复的古纸都具有较高的文化价值,因此需要做到微损甚至无损检测,在保证文物安全的情况下尽可能获得相对可靠的数据。以本次《金光明经》残卷纸张的检测为例,在每页的上、中、下分别随机选取3个位置,采用表面pH计进行测定,在所测部位滴微量的去离子水,随后将表面pH计放在上面,读取一定时间内的数值,在测量结束后,使用吸水纸快速吸干残留水分,避免留下水渍。
 
《金光明经》残卷
 
  从不同页数pH值的测定结果可以看出,《金光明经》残卷中绝大多页数的纸张表面pH值在6~8之间,呈现碱性或弱酸性。其中,第9、第10页的纸张酸化程度相对较严重,pH值在5-6之间,可能与纸张本身、或其放置位置及接触物质和环境有关。此外,通过不同页数中不同位置的测定,可以看出同一页纸张的酸碱化程度基本相同。但第29页的中部位置,纸张局部pH值过高为13.05。这可能与造纸过程中纸张本身的情况有关。需要注意的是,pH值过高,可以导致纤维素大分子的碱性降解,严重影响纸张的寿命。
 
《金光明经》残卷 2
 
  鉴于以上结果,该《金光明经》残卷在修复时,不需要进行脱酸处理。对于酸化相对较严重的第9、第10页可选择整页或局部脱酸处理,同样要综合考虑纸张的强度、破损程度等客观因素。
 
  附:《金光明经》残卷纸张pH值测试结果。
 
《金光明经》残卷纸张pH值测试结果

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