铁基与铜基颜料对纸质文物的化学腐蚀降解

古籍、档案、书画、碑帖等纸质文物记录了人类社会的历史发展,是不可再生的文化遗产。然而,大量纸质文物在长期保存过程中发生了老化劣化现象,甚至造成纸质文物的永久失传。值得注意的是,部分颜料与墨水中含有的铁铜金属物种会引起纸张较为严重的腐蚀降解,使得色块或墨迹周围的纸张明显泛黄,甚至在着墨位置形成空洞。铁铜颜料引起纸质文物损害的原因复杂且多样,在其作用下纤维素高分子的反应路径与降解机理值得深入研究。本研究介绍了纸质文物中常见的铁基与铜基颜料,包括铁盐墨水、普鲁士蓝、赭石、蓝铜矿、孔雀石、醋酸铜等。总结了纸张纤维素的酸性水解、碱性降解和氧化降解反应路线,探索了金属物种作用下纸张纤维素的酸碱反应与氧化还原反应机理。其中含铁颜料的纸张纤维素主要经历芬顿(Fenton)氧化降解和酸性水解,含铜颜料腐蚀纸张纤维素的主要途径为菲林(Fehling)氧化降解和碱性降解。 本研究聚焦于铁基与铜基颜料对纸质文物腐蚀降解的化学反应机理,总结出铁铜离子参与的氧化反应是纸张纤维素加速降解的主要因素。在此基础上,提出了添加抗氧化剂以减缓氧化反应发生的纸质文物保护策略,包括预防性抗氧化剂与断链性抗氧化剂。重点介绍了络合剂配位铁铜金属离子的预防性抗氧化保护法,如使用植酸/植酸盐、溴化铵、明胶蛋白等络合剂与铁铜离子络合,以减缓氧化降解反应的发生。同时也分析了络合剂方法存在的一些问题,如植酸只能在酸性条件下使用、苯并三唑会造成颜料变色、部分抗氧化剂具有毒性等。最后,本研究针对铁基与铜基颜料腐蚀降解纸张的机理研究与保护策略提出展望。在机理研究方面,过渡金属游离态与络合态的分布情况、过渡金属引发氧化反应的条件控制、氧化降解反应与纤维素超分子结构的相互关系等仍有待研究。在保护策略方面,所选择的保护方法应当不仅可以有效减缓过渡金属对纸张的降解,而且不会对纸张纤维与颜料墨迹造成损坏。本研究从化学角度对过渡金属颜料所导致的纤维素降解演化机理提出更深刻的认识,为含有过渡金属颜料纸质文物的多方位保护提供引导和借鉴。     

重组蛋白用于纸张铜颜料腐蚀化学稳定的研究

绿色含铜颜料是书籍和艺术品中重要的染色物质,然而此类颜料会产生变色,随后是载体纸张材料的损坏,即发生铜颜料腐蚀。该类腐蚀主要同使用了人造铜绿颜料有关。铜离子是使纤维素加速退化降解的罪魁祸首。     

铜离子对纸张的腐蚀降解作用综述

绿色含铜颜料是书籍和艺术品中重要的着色物质,一些含铜化合物颜料例如铜绿,随着时间的推移,自身会发生明显褪色,随之引发载体纸张材料的损坏,腐蚀降解纸张。铜离子与纤维素间反应机理是氧化、催化、酸化水解和光化学作用等复杂反应机理的综合,对损伤后纸张的保护修复要在了解腐蚀机理的基础上运用去酸或者络合金属离子等缓蚀方法处理。结合国内外文献和现有研究工作对此进行了梳理和综述,提出了6点今后值得进一步研究的方向。希望该综述能为纸质文物保护工作者开展相关研究时提供思路和借鉴。     

改良铜乙二胺法应用于手工纸特性黏度和聚合度测定的适用性探讨

纸张纤维素的聚合度是影响纸张寿命及其力学性能的关键因素之一。手工纸纤维素聚合度的研究对确定古籍纸张年代和衡量修复纸质量均有重要意义。为此,本研究以皮纸、麻纸、竹纸和草纸中的迎春纸、苎麻纸、元书纸和龙须草纸为对象,研究了铜乙二胺(CED)法在手工纸检测中的适用性,并探讨了木素含量、溶解时间和空气对手工纸特性黏度的影响。研究发现,纤维素特性黏度和聚合度可按扣去木素含量的实际纤维素浓度计算获得,并且改良的CED法可用于木素含量低于10%的手工纸测试。纤维溶解过程可先使纸张纤维经水浸润2h,从而缩短CED溶解时间。此外,为防止纤维素的降解,在测试过程中应排除空气,以提高测试结果的准确性。     

脆弱纸张加固材料研究

作为一种天然的有机材料,纸张在环境因素的影响下很容易老化。对于脆弱纸张,可通过加固来提高纸张的耐久性。本研究对羟丙基甲基纤维素、有机硅改性丙烯酸脂、有机氟树脂在加固脆弱纸张方面的应用进行了研究。结果表明,羟丙基甲基纤维素(HPMC)能有效改善纸张强度,不改变纸张的外表,不发粘不发黄,耐老化性好,不影响以后的再处理。     

无胶黏剂纳米纤维素悬浮液在纸张加固中的应用研究

正纳米纤维素具有和纸张纤维极为相似的化学分子链结构,其独特的结构和优良的理化性能,使其越来越多得被作为添加剂应用在造纸和纸张保护中。为了探索不使用胶黏剂的情况下,纳米纤维素能否发挥加固纸张的作用,研究使用3种平均纤维长度不同的细菌纳米纤维素(BNC)/羧甲基纤维素制成的悬浮液和1种漂白针叶木硫酸盐纸浆制成的纳米原纤化纤维素(NFC)悬浮液,以及它们的改性悬浮液(减少水含量或添加凝胶和羧甲基纤维素钠等添加剂),对数     

传统氧化去污材料对纸张化学性能影响研究

纸张的化学性能决定着纸张的寿命,通过测试纸张的化学性能可以了解纸张的耐久性。为了解传统氧化去污材料对纸张化学性能影响,采用4种氧化去污材料H2O2、Na Cl O、KMn O4-H2C2O4、氯胺-T,分别处理纸张后,再进行干热老化,通过测定处理前后各纸张样品的纤维素含量、木素含量、铜价以及羧基含量,并与空白样品进行比较。结果表明,4种材料中,KMnO_4-H_2C_2O_4处理的纸张,化学性能变化较大,在字画清洗过程中尽量不采用;氯胺-T处理的纸张,化学性能变化较小。研究结果提示,清洗前后纸张的纤维素含量、木素含量、铜价、羧基含量等化学性质对纸张的长期保存具有重要意义,同时对于纸质文物污斑清洗材料的选择具有一定的借鉴作用。     

传统氧化去污材料对纸张化学性能影响研究

纸张的化学性能决定着纸张的寿命,通过测试纸张的化学性能可以了解纸张的耐久性。为了解传统氧化去污材料对纸张化学性能影响,采用4种氧化去污材料H2O2、Na Cl O、KMn O4-H2C2O4、氯胺-T,分别处理纸张后,再进行干热老化,通过测定处理前后各纸张样品的纤维素含量、木素含量、铜价以及羧基含量,并与空白样品进行比较。结果表明,4种材料中,KMnO₄-H₂C₂O₄处理的纸张,化学性能变化较大,在字画清洗过程中尽量不采用;氯胺-T处理的纸张,化学性能变化较小。研究结果提示,清洗前后纸张的纤维素含量、木素含量、铜价、羧基含量等化学性质对纸张的长期保存具有重要意义,同时对于纸质文物污斑清洗材料的选择具有一定的借鉴作用。     

用分解纤维素的微真菌损害的纤维素经γ辐照和老化后的状况

能分解纤维素的微真菌孢子和分生孢子在环境中分布很广 ,一旦环境条件适合其生长 ,它们就会在图书馆和档案馆的图书和文献资料上生长 ,从而导致图书资料结构的损害。为了寻找一个有用的方法去保护和抑制由微真菌和细菌诱发的纸张的生物损害 ,测定了经真菌损害的纤维素 (绘图纸     

纸质文物变色原因及脱色方法研究进展

本文针对纸质文物的载体——纸张的变色进行探讨。从纸张的原料组成如纤维素、半纤维素、木质素、树脂等方面分析了造成纸质文物变色的原因。为了恢复纸张原有的颜色,就必须破坏发色基团,包括将发色基团的共轭双键打开;将发色基团和助色基团分开;改变助色基团的化学结构;通过氧化破坏双键或侧链,减少发色物质;改变发色基团结构。目前常用的脱色方法有氧化法、还原法和液体光漂等。本文概述了常用的脱色方法的机理及用于纸质文物脱色的优缺点。各种方法对纸张都有一定的破坏作用。因此在决定进行脱色之前要根据实际情况选择合适的方法。选择脱色方法的原则是有效性和尽量小的危害,脱色后要进行彻底洗涤。