纸质文物老化过程中的温湿度控制

来源：《中国民族博览》 2020年6期

作者：陈姝聿

 

　　【摘要】纸质文物由于存世时间较长，都会存在不同程度的老化问题。纸质文物老化之后，往往呈现不同形式的病害，严重影响文物的安全。温度和湿度的情况对纸质文物的老化影响非常严重，纸本来就很脆弱，在潮湿的环境当中就可能产生分解。不适宜的温度和湿度会大大提高纸质文物老化的过程，降低纸质文物的保存年限。本文将论述温湿度的控制对河北省秦皇岛市玻璃博物纸质文物老化的影响。

 

　　【关键词】组成；老化；影响；温湿度

 

 

　　历史文物在历史长河的发展过程当中有着重要的作用，不仅可以使文化得以延续，而且还记载着一个朝代的的兴衰，可以使我们对历史的研究得到确认。但随着时间的推移，纸质文物也会慢慢老化，这与纸张的组成成分和外在的影响因素有关，如温度、湿度、酸碱度、光照等。比如在现实生活中书纸在强光照射下都会发黄，在碰到水书纸会黏连在一起，纸上面的文字有时间就会变得模糊不清。在纸质变化的过程中，温湿度对纸质文物老化的影响最为重要。因此，温湿度对于保护文物的过程中是一个比较困难的的问题，那么在河北省秦皇岛市玻璃博物对于纸质文物的保存过程中，对温湿度的控制就显得尤为重要。

 

　　一、纸质文物的组成成分

 

　　纸质文物是指收藏机构收藏的带有历史性文字的纸张，随着时间的推移而慢慢遗留下来的，因此讨论纸质文物的组成成分就要主要研究一下造纸的过程。通过百度百科了解到，在造纸时主要进行的两个过程就是制浆和造纸两个过程。而制浆通俗来讲，就是在造纸的过程当中将植物的纤维素通过机械与化学的方式，将纤维分解成为本色的纸浆或者是对纸浆进行漂白；造纸则是把漂浮在水中的纸浆纤维，加工合成满足各种需求的纸页。

 

　　有传统的造纸术可以得出纸张主要是植物的纤维素所组成的，其中的成分包括由葡萄糖组成的大分子的多糖，还有不溶于水的一些有机溶剂。它们的每个分子单元上都有一个羟基，这就导致纸张具有很好的吸水性，那么在一定条件下纸张就会由于吸收过多的水分最终导致水解及一系列的氧化反应。而水解这个过程则会逐渐地影响纸张当中纤维素的长链，而纤维素长链的长短则会影响纸张的强度。纸张的纤维素聚合度只要过低就会严重导致纸张发生脆化，从而导致纸质文物遭受严重病害。因此，纸张的组成成分对纸质文物的保存有着重要的影响。

 

　　二、纸质文物的老化

 

　　纸质文物的老化是纸张性能逐渐变劣的并且是一个不可逆的过程。纸张老化后的外观表现在纸张变黄或者纸质变脆，更严重的是变成碎屑，可能是因为强光的照射、湿度、温度、酸碱度等物理因素的作用下导致纸张的老化。纸张在开始制作完时有一定的性能，可以使自身没有那么脆弱，但当纸质的耐水性、耐光性以及抗机械力达到一定程度时，纸张的性能就会老化。尤其是在高温度、高湿度的情况下，纸质文物的老化速度会加快。纸张老化后就会影响纸张的保存。纸质文物难以保存对于很多收藏文物的人来说应该都是一个比较磨人的困难。我相信这也是河北省秦皇岛市玻璃博物对于纸张保护感觉困难的一个原因。

 

　　三、温湿度对纸质文物的影响

 

　　在纸质文物的保存过程中，温湿度是一个最为重要的因素。想要保存好纸质文物，需要好好研究应该怎么去调节温度和湿度。温度在化学反应过程中对化学反应速率影响特别重要。在化学反应中，温度就像是催化剂，温度越高化学反应越快。因此，温度每升高5℃纸张的降解速率就会增加两倍。在高温环境中，纤维素的分子结构破坏更为剧烈，并且会加速分解，导致纤维素长链变得短，使纸张的强度变小。从而使纸质加速变黄、变脆、弹性变差，而使纸张的保存年限降低。当然，温度也不是越低越好但是总有一个适当的情况，一个展馆中不可能仅仅只有纸质文物肯定还存在其他的展品，文物。它们需要的温度肯定也是适中的。如果温度偏低会使玻璃博物馆内其他的文物受到伤害，也会使馆内的湿度下降，进而导致纸张变脆，失去原有的韧性和弹性。脆化的纸张更容易撕裂，也容易自己斷裂或掉渣，会产生无法修复、不可弥补的后果。因此，过低的温度也会对纸质文物造成不可磨灭的影响，会影响纸的内部结构，也可能会导致文物上文字的消失，对于文物来说可能是不可磨灭的影响。因此，温度对纸质文物的影响有着至关重要的作用。

 

　　在湿度过高的环境中，高湿度会使纸张的内部结构造成损坏，其中最主要的纤维素会发生水解老化，导致纸张的机械强度变弱，使纸张发生黏连，从而使纸质文物上的文字变得模糊不清甚至字迹缺失，这对于纸质文物的保护非常不利。而且当湿度升高时纸中的水分就会增多，水分增多就会导致细菌的滋生，慢慢地随着时间的流逝，细菌会不断繁衍，导致纸质文物发霉、腐烂、变色。不但如此，微生物的存在会滋生出一些酸性物质，使纸质文物内部的纤维素加速分解、氧化，促进纸质文物的老化。过高的湿度会影响河北省秦皇岛市玻璃博物对纸质文物的保护有着至关重要的作用，

 

　　四、纸质文物保护对于温湿度的控制

 

　　纸质文物一般都经历过了时间的摧残，本来纸质文物就比较脆弱，容易被破坏，如果保存的环境不适宜就会对纸质文物造成伤害，那么什么样的温度、湿度对于保护文物比较适宜呢？一般纸质文物的保存温度和陈列环境温度是15.5℃。湿度小于70%。因为温度大于15.5℃会导致纸质文物老化速度加快，湿度大于70 %时会产生虫害和霉菌，纸质和上面的字迹会受到损害。

 

　　河北省秦皇岛市玻璃博物对于纸质的保护是很不错的。通过使用除湿机消除文物中多余的水分保护文物。纸质文物氧化、分解、老化是一个漫长的过程。在高温、高湿度的情况下会使纸质文物加速老化，加速文物的破坏、导致纸质文物的保存年限大大降低，甚至不能继续保存下去。而采取除湿机消除水分，在保持纸质文物内部环境的湿度的同时还可以把干燥的空气清理出去，使空气循环畅通防止霉菌的产生，以保证更好地保护纸质文物，延长其保存时间。因此，控制好温湿度对于纸质文物的保护有着至关重要的作用。

 

　　五、纸质文物温湿度的控制的具体措施

 

　　在温度过高的环境中，高温会使纸张的内部結构造成损坏，石墨烯纸（GP）由于其可控制的尺寸和适度降低的热传输性能，因此比单层石墨烯更适合用作散热器。在这项工作中，基于热桥方法结合瞬态电热技术，对GP进行了加工和表征，以了解其热传输性能。GP的导热系数具有很高的温度依赖性，从室温的637W/mK到80℃的757W/mK，与单层石墨烯的趋势相反。增加的热性能可以部分归因于复合材料在高温下的形态和内部结构变化。发现原子力显微镜成像可将表面粗糙度降低30%。此功能对许多工业应用都是有利的，例如智能手机中的冷却膜。GP的实现在智能手机中得到了进一步验证，以模拟散热性能。结果表明，具有温度依赖性的GP表现出比常规冷却膜（如铜膜）更好的冷却性能。所以，运用石墨烯纸可以通过控制对纸质文物温度过高的控制，从而对纸质文物内部起到保护作用。

 

　　隔热控温除湿涂层的传热方式主要包括传导、对流和辐射，颜料/填料是决定隔热性能的关键因素。因此，可以通过添加具有高红外反射率的颜料/填料来降低热传导和湿度。由于传统的隔热材料的温湿度度控制和防水性能不足，因此无法准确地控制温湿度范围，也不能用于保护化学药品、精密仪器和其他物品。而水性丙烯酸树脂可被用作主要的成膜剂，掺钨的二氧化钒微胶囊（PCMs/W-VO2）被用作填充剂。PCMs/W-VO2智能温控水性涂料是通过添加消光剂，有机硅防水剂和其他试剂来制备的。PCMs/W-VO2智能温湿控包装纸是通过在象牙板上涂水性涂料制成的。使用SEM、FTIR、DSC、XRD、EDS和其他技术分析了样品的形态、结构和相变特性，并且还测试了隔热除湿性能，接触角（CA）和机械性能。结果表明，所制备的包装纸的相变温度为45C，红外光反射率提高了32%，隔热温度差达到10.7C，显示出优异的隔热温度控制性能。XRD和EDS表明，智能温湿控包装纸的表面含有PCMs/W-VO2微胶囊和有机硅防水剂。SEM图像显示微胶囊均匀地分布在纸表面上。CA分析表明接触角显着增加，表明该纸张具有良好的疏水性。纸张的物理性能也得到改善，并考虑到智能温控涂料的经济因素，最佳拉伸指数，撕裂指数、破裂指数和折叠指数为6.84kN/m、22.69mN·m2/g、3.60kPa·m2g-1和188倍（分辨率：14.7N）。所以，此种方法也可用于对纸质文物老化过程中温湿度的控制，并且更加全面和灵敏。

 

　　六、结束语

 

　　纸质文化作为一种文物，其承载着许许多多的文化，加强对纸质文物的保护和对其湿度的有效控制，需要我们不断地加强直至文化保护的意识，积极参与到纸质文化的保护当中，从而让文物能够继承和传承下去，为中华民族带来更加丰富的文化传统。

 

　　参考文献

 

　　[1]徐栋.纸质文物老化过程中的温湿度控制[J].文物鉴定与鉴赏，2018（7）：124-125.

　　[2]黄添威.浅谈可移动文物修复专业本科院校人才培养现状[J].中国文物科学研究，2019（2）：20-23.