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藏书报 | 为什么书叶会发黄变脆?

时间:2020-02-14 10:06:24来源:《藏书报》

作者:刘家真

武汉大学信息管理学院教授、古籍保护专家
 
  无论是现代书刊还是古代书籍、字画,时间长了都存在着纸张发黄的现象, 由此,造纸业常把纸张泛黄到一定程度或耐折度下降到一定程度所经历的时间称为纸张的耐久性。纸张耐久性表达了纸张的使用寿命或可能保存的最长时间。
 
发黄变脆的地图
 
  纸张返黄后,纸张的机械强度也会随之下降,然而纸张发黄程度与纸张耐折度下降的程度有时并不一定成正比关系。笔者曾经见过整柜的古籍书口与上下切口都变成黄褐色(即褐变),然其纸张却尚柔韧。日本有研究表明,纸张褐变并不一定意味着纸张的pH值较低,但pH值较低的纸一定会出现返黄,这有利于我们判断纸张是否酸化。
 
  有研究指出,造成以上现象的主要原因是纸张纤维被氧化或被酸化。纤维被氧化会导致纸张强度的损失和黄变;纸张的酸化则使纸张变得更脆弱,且纸张纤维的被氧化和被酸化又是相互影响的,由此可知,纸张发黄及脆化是纸张纤维被氧化和被酸化的共同结果。
 
  1.纸张纤维的氧化与黄变
 
  纸张纤维主要是由纤维素、半纤维素和木质素组成的,三者都有可能被氧化或是随时间流逝而自然老化,使得纸张出现黄变。
 
  木质素是纸张纤维中最不稳定的成分,很容易被氧化,特别是在光照下氧化更快,因木质素在光氧化过程中会生成褐色、粉状的氧化木质素,由此纸张黄变及强度下降。我国的新闻纸、低级印书纸及纸板的纸浆,木质素含量都很高,所以其纸张的黄变也迅速,在光照下,甚至可以感到这类纸张的黄度每天都在增加。在我国传统纸张中,由于竹纤维中木质素含量较高,因此竹纸就比其他传统纸更容易黄变,其柔韧性也不如皮料、藤料制作的纸张。
 
  纸张纤维中的半纤维素和纤维素虽然较木质素稳定,但在光照和氧的作用下,也很容易发生氧化反应。即使是最稳定的纤维素,空气中的氧、臭氧、氮氧化物、硫氧化物和其他氧化剂也都可能对对其进行持续的氧化,特别是在有光的环境中。氧化纤维素一改纤维素不吸收可见光的特性,而具有吸收长波长光的功能,于是我们看到纸张黄变了。再者,氧化纤维素的结构中因为不再含有羟基,所以分子间不能再形成氢键,分子间的结合力减弱了,导致纸张干燥以至脆裂。据估计,纤维素若失去0.5%—1%的结合作用,就能够使纸张发生肉眼可见的劣化。
 
  纤维素氧化后还会有羧基(-COOH)产生,羧基的氢氧键极性强,易断裂而生成氢离子,因而呈酸性。这些酸性物质又会促进纤维素的水解,降低纸张的机械强度。
 
  2.影响纸张黄化速率的主要因素
 
  由上可见,纸张纤维中的基本成分在氧化剂、光、湿气与高温的作用下都有被氧化的可能,但纸张黄化的速率却有可能因造纸原料及保管环境的不同而有所差异。
 
  一般说来,木素含量高的纸张黄化速度快,古纸木素含量少故可流传至今。现代机器纸的木素含量也并非一致,白报纸几乎由纯机械木浆抄制而成,含有造纸原料中的全部木素,且纤维粗短、脆硬,均一性差,所以纸张的耐久性差,容易发黄变脆,尤其在阳光的照射下更甚。现代报刊杂志用的新闻纸,由于采用了80%的机械木浆,也易黄化。铜版纸采用的是去除木素的化学木浆,纸张的抗氧化性就比白报纸与新闻纸强。
 
  同种纸在不同的保管环境中,其黄化的速率也不一样。污浊的空气、高温高湿的环境以及光照强都是最易造成纸张黄化的外界因素,需要长期保存的纸质藏品一定要在恒温恒湿(16-25℃,温度的日较差小于2℃;相对湿度50-60%,相对湿度的日较差小于5%)的洁净环境中避光保存。晾书是不宜提倡的,让光照射在书页上,无论是在直射的日光下还是在阴凉处晾书,光都会促进纸张纤维的氧化。有人以为古书不会出现这个问题,这是因为古纸的纤维素成分高,造成的破坏行为缓慢而已。

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