氨基硅烷偶聯(lián)劑強(qiáng)化紙質(zhì)文物的研究.pdf

1、中國的優(yōu)秀文化傳承千年，紙質(zhì)文物是人類文明的傳承與積累的載體，見證了歷史的滄桑變幻，是我國燦爛文化和悠久歷史的生動(dòng)寫照，具有重要的史料價(jià)值、文物價(jià)值、藝術(shù)價(jià)值和參考價(jià)值。然而紙質(zhì)文物的保存卻較為困難，容易老化變質(zhì)，而且極易受到周圍環(huán)境和人為因素的破壞。紙質(zhì)文物的保存問題，不僅存在于我國，世界上各個(gè)國家也都面臨相同的困境。現(xiàn)有的紙質(zhì)脫酸加固技術(shù)處理效率低效果差，或設(shè)備要求高投入資金大，或?qū)垙埓嬖谝欢ǔ潭葥p壞。因此，尋找安全可靠，操作簡單

2、，低成本無污染的可行方案是我們追尋的目標(biāo)。
　　本課題采用氨基硅烷偶聯(lián)劑浸漬法處理紙質(zhì)文物，可以使脫酸和加固同時(shí)進(jìn)行，并能延緩再次酸化的程度。本課題主要選用四種偶聯(lián)劑3-氨丙基-三乙氧基硅烷（APTES）、3-氨丙基-二乙氧基甲基硅烷（AMDES）、N-氨乙基-3-氨丙基-三乙氧基硅烷（AETAPTES）、γ-（2，3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（KH560）以打印紙和宣紙作為加固模型材料進(jìn)行脫酸加固，通過考察加固液濃度，浸漬時(shí)間

3、，加固液配方等因素對(duì)機(jī)械性能、表觀性能、吸收率及pH的影響來確定最優(yōu)條件。通過人工老化模擬紙樣數(shù)十年至百年的狀態(tài)，來考察加固液的老化及抗老化性能。同時(shí)通過紅外、SEM及纖維分析儀探究了纖維改性及加固原理。后期使用最優(yōu)方案對(duì)1957年至1960年的各種酸化書籍進(jìn)行脫酸加固，通過檢測(cè)各項(xiàng)性能來證明該方案的實(shí)用性，并用纖維分析儀探究了具體原因。
　　研究表明，打印紙的加固實(shí)驗(yàn)中，紙張最佳浸漬時(shí)間為20min。除KH560外，APTES、

4、AMDES、AETAPTES三種偶聯(lián)劑均有加固作用。單一加固液中，15％AETAPTES的加固效果最佳，紙張光澤度有所提高，白度稍有降低。復(fù)合加固液實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)偶聯(lián)劑的水解實(shí)驗(yàn)及偶聯(lián)劑與KH560開環(huán)實(shí)驗(yàn)處理過的紙樣，耐折度降低，與單一加固液相比下降程度接近50%。而兩種偶聯(lián)劑復(fù)合的加固液中，質(zhì)量濃度為20%的APTES/AETAPTES=1：1實(shí)驗(yàn)方案在抗張強(qiáng)度、耐折次數(shù)方面都表現(xiàn)出了優(yōu)異性能，使紙張機(jī)械強(qiáng)度大幅度提高。選取15%AET

5、APTES及20%APTES/AETAPTES=1：1兩種方案進(jìn)行老化試驗(yàn)和抗老化實(shí)驗(yàn)，老化方案選取1~12天的熱老化。結(jié)果表明，20%APTES/AETAPTES=1：1為最優(yōu)實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)其處理的老化紙樣，機(jī)械強(qiáng)度明顯增加，表觀性能基本不變，pH值大大提高，且紙樣增重較小。加固液對(duì)紙張具有一定的抗老化性，加固紙張能有效延緩機(jī)械強(qiáng)度的損失，使紙張能長期保持堿性狀態(tài)，白度和光澤度變化程度減小，老化減慢。
　　用 AETAPTES、A

6、PTES、AMDES三種偶聯(lián)劑加固宣紙，通過單一加固和偶聯(lián)劑兩兩復(fù)合加固實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)僅有15%AETAPTES的方案對(duì)宣紙有很好的加固作用，耐折次數(shù)可提升至60倍。且較好的維持了紙張?jiān)?，大大提高紙張堿度。用15%AETAPTES進(jìn)行宣紙抗老化實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)機(jī)械強(qiáng)度、表觀性能及 pH的老化趨勢(shì)均能有效變緩。而老化實(shí)驗(yàn)中，可有效加固短期老化紙張。對(duì)于加固極度劣化的紙樣，加固劑無法提高其機(jī)械性能，但能增加紙內(nèi)堿含量，防止進(jìn)一步劣化。通過SEM和纖

7、維分析儀表征發(fā)現(xiàn)，經(jīng)15%AETAPTES加固后的樣品纖維表面包覆了致密的保護(hù)膜，纖維表面平滑，纖維變粗，均勻分散，且保持了原有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。經(jīng)長時(shí)間老化的纖維易斷裂，聚合度降低，加固后，加固液難以附著纖維表面；但加固紙樣經(jīng)過相同老化時(shí)間后，整體纖維的斷裂率要小于老化后再加固的紙樣，印證了AETAPTES對(duì)紙張有一定程度的抗老化加固作用。
　　對(duì)1957年至1960年的各種酸化書籍紙張進(jìn)行脫酸加固，一部分書籍加固作用明顯，機(jī)械強(qiáng)度尤其