纸质档案耐久性——纸张..

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1、纸质档案耐久性纸质档案耐久性纸张纸张档案保护技术学之档案保护技术学之 植物纤维原料经机械、化学作用制成纯度较大的分散纤维，与水配成浆液，使浆液经多孔模具帘滤去水，纤维在帘的表面形成湿的薄层，干燥后形成具有一定强度的由纤维素靠氢键缔合而交织成的片状物，用作书写、印刷和包装等用途的材料。纸张纸张 由上述纸的概念可以看出，要成为传统意义上的纸，须具备以下四个方面的要素: 原料：必须是植物纤维，而非动物纤维、无机纤维或人造纤维，用植物纤维以外原料所制成的纸，不是传统意义上的纸。 制造过程：植物纤维原料经化学提纯、机械分散、成浆、抄造及干燥定型等工序处理而成者为纸，未经这些工序，用另外途径而成者，也不是

2、传统意义上的纸。 外观形态：表面平整，体质柔韧，基本由分散纤维按不规则方向交结而成，整体呈薄片状。 用途：书写、印刷及包装等。 只有同时满足这些条件的，才能称为纸，否则，不是传统意义上的纸。 纸张纤维交织图 物质材料在保护和使用过程中，本身抵抗外界各种不利因素的损坏和保持原有理化性能的能力。 耐久性概念纸张耐久性 纸张在保存和使用过程中抵抗外界温、湿、光、有害气体、霉菌、害虫等因素损坏的能力，和保持原有的理化性能（机械强度、白度、酸度、铜值、含水量、平整度等）的能力。耐久性的好坏是决定物质寿命的重要因素，耐久性下降意味着纸张作为承受档案内容的载体材料能力下降，出现发脆腐朽、发黄粘结、沾有污垢等

3、现象。 第一节 造纸植物纤维原料的质量与纸张耐久性 第二节 造纸植物纤维化学成分与纸张耐久性 第三节 纸张生产过程与纸张的耐久性 第四节 纸张的主要性能与纸张老化 第五节 档案用纸的选择 一、造纸植物纤维（plant fiber） 原料的种类 （一）木材纤维原料 1、针叶木：杉、松、柏等（北方树种为主） 2、 阔叶木：杨、桦、榉等（南方树种为主） （二）非木材纤维原料 1、种毛纤维：主要是棉花、木棉等 2、韧皮纤维：麻纤维，如亚麻、大麻、黄麻等（一年生植物） 树皮纤维，如檀皮、桑皮、楮皮等（多年生植物） 3、禾本科纤维：竹子、芦苇、龙须草、玉米秆、麦秆、稻草等（有一年生和多年生之分） 二、植物

4、纤维细胞的结构 （一）植物纤维细胞 植物纤维细胞概念：植物体内的一种两头尖、中间空、细而长、细胞壁厚的死细胞。这类细胞成纺锤状，富有挠曲性（flexibility）和柔韧性，彼此有交织结合力。 （二）植物纤维细胞壁的结构 细胞腔和细胞壁。细胞壁有一定厚度，又分为初生壁、次生壁（外、中、内三层）。两个相邻纤维细胞之间的细胞间隙质，称为胞间层。胞间层把各个相邻细胞连接起来，使植物有一定机械强度，胞间层与初生壁在一起合称复合胞间层。植物纤维细胞壁结构示意图 （三）细胞壁的化学成分 纤维素和半纤维素主要在次生壁的中层和内层； 木质素主要在复合胞间层和次生壁外层。三、造纸植物纤维原料的质量 （一）纤维形

5、态 长度（mm）、宽度（m）、长宽比（必须大于 30 的纤维细胞原料才能造纸）、均一性(homogeneity)、壁腔比 长宽比越大、均一性越好、壁腔比小于 1，是造纸好原料。 （二）化学成分的含量 纤维素含量越高（必须大于 40% 的纤维细胞原料才能造纸），半纤维素适量（11% ），木质素越少，是造纸好原料。 （三）杂细胞的含量 造纸原料中非纤维细胞称杂细胞，含量越少越好。 造纸植物纤维原料质量比较造纸植物纤维原料质量比较种类种类长度长度（mmmm）长宽比长宽比纤维素纤维素（）（）木素木素（）（） 杂细胞（）杂细胞（）种毛纤维种毛纤维（棉花）（棉花）12122323125012509090以

6、上以上韧皮韧皮纤维纤维麻麻1212353510001000以上以上606083831 11515极少极少树树皮皮3.53.5151530030080080038386464木材纤维木材纤维0.90.94 4 606010010040406060171732321.51.53030禾本科纤禾本科纤维维0.90.92 2 7070200200242460601212343440406060（竹：（竹：20203030）造纸植物纤维原料质量比较 棉纤维（含破布纤维） 麻纤维 树皮纤维 针叶木纤维 阔叶木纤维 禾本科多年生竹纤维 一年生草类纤维中国古代常用造纸原料纤维长宽比长宽长宽种类种类长度（毫米）

7、长度（毫米）宽度（毫米）宽度（毫米）平均长平均长宽比宽比（倍）（倍）最大最大最小最小大部分大部分最大最大最小最小大部分大部分大麻大麻29.012.415.025.50.0320.0070.0150.0251000苎麻苎麻231.036.5120.0180.30.0760.0090.0240.0473000楮皮楮皮14.00.576.09.00.0320.0180.0240.028290桑皮桑皮45.26.514.020.00.0380.0050.0190.025463黄瑞香皮黄瑞香皮5.80.953.14.50.0300.0040.0150.019222青檀皮青檀皮18.00.729.014.

8、00.0340.0070.0190.023276毛竹毛竹3.200.341.522.090.0300.0060.0120.019123慈竹慈竹2.850.341.331.900.0280.0030.0090.019133稻草稻草2.660.281.141.520.0280.0030.0060.009114麦杆麦杆3.270.471.301.710.0440.0040.0170.019102电子显微镜视野电子显微镜视野 针叶木管胞针叶木管胞 加拿大进口干木浆加拿大进口干木浆 下针叶木纤维下针叶木纤维 桑皮纤维桑皮纤维200200倍倍大麻纤维大麻纤维150150倍倍稻草纤维稻草纤维8080倍倍 构

9、树皮（潜山汉皮纸的主要原料）木材纤维原料木材纤维原料 思考题： 1、我国造纸原料是否丰富？为什么我国纸质档案保护任务较重？ 2、衡量造纸植物原料质量标准有哪些依据？ 3、造纸纤维、植物纤维细胞、纤维素三者之间基本概念有什么区别？ 4、造纸植物原料质量与纸张耐久性的关系是什么？ 名词解释和基本概念 纸张 纸张耐久性 植物纤维 植物纤维细胞壁构造 杂细胞 壁腔比一、一、 纤维素纤维素(cellulose)(cellulose) （一）纤维素的结构 纤维素是由若干个-葡萄糖(-glucose)脱水聚合形成的直链高分子化合物，前一个-葡萄糖上C1的（OH）和后一个-葡萄糖C4上的（-OH）脱去一分子H

10、2O，以氧桥即甙键（-O-）相连。 纤维素分子式（C6H10O5）n,其中-C6H10O5为葡萄糖基(glucosyl)，n为聚合度，n表示纤维素长度，天然状态下平均聚合度约10000左右。n越大，链越长，甙键越多，分子内键能越大，纸张纤维耐久性越好。 1、纤维素的形成 两个化学反应：植物体内光合作用(photosynthesis)生成葡萄糖（单糖化合物），-葡萄糖脱水聚合(polymerization)生成纤维素（同种单糖聚合而成的均一多糖化合物） 6CO2 +6H2O C6H12O6 +6O2 nC6H12O6 (C6H10O5)n + nH2O 光脱水聚合 纤维素的形成2.纤维素的结构特

11、点与纸张耐久性 纸张的耐久性主要取决于纤维素的稳定性，纤维素受损表现为聚合度下降，当聚合度下降到700以下，机械性能迅速降低，当低于200时，纸张脆裂成粉末，不再有纤维特性。 （1）纤维素的直链结构有利于纸张耐久性 直链分子之间容易靠近，分子间作用力（范德华力）大，纸张耐久性好。 （2）纤维素分子之间能形成氢键(hydrogen bond)，有利于纸张的耐久性氢键的形成，纤维素分子间成千上万个氢氧基靠近到2.6nm的距离内时，一个纤维素分子链上（OH）中的H原子与另一个纤维素分子链上（OH）的O原子互相吸引形成氢键。靠静电引力相结合（OHO），氢键以虚线表示。 分子链越长，氢键结合越多，键能总

12、和越大对纸张强度贡献越大。 结晶区(crystal lattice)的形成：由于氢键的作用，若干个纤维素分子排列整齐有序，相互靠得很近，形成的结晶状态称为结晶区。结晶区内有害物质和水分难以侵入，纤维素分子不易产生有害反应，提高纸张耐久性。 结晶区（稳定区）非结晶区（不稳定区）（二）纤维素的性质 1、溶解性(solubility) 常温下不溶于水和一般有机溶剂，溶解性能稳定，有利于纸张耐久性。 2、纤维素水解(hydrolysis) 纤维素水解反应概念：纤维素分子在一定条件下与水发生加水分解反应， -葡萄糖1.4甙键(C1-O)断裂，水分子加入，生成比原来纤维素分子链短的一群物质，即水解纤维素(

13、hydrocellulose)的过程。 纤维素水解反应实质：纤维分子中葡萄基有氧桥相连，氧桥中氧原子（O）有吸引氢离子（H+）的特性，导致C1-O的化学键作用力减弱而易断裂，当-葡萄糖1.4甙键(C1-O)断裂时，水分子（H+-OH- ）加入，聚合度下降，机械强度下降。 纤维素水解反应过程：纤维素 水解纤维素 水解纤维素 纤维糊精（溶于水） 纤维二糖 -葡萄糖 当纤维素聚合度下降至200时，纸张呈粉末状，机械强度几乎为0。 影响纤维素水解的因素有： 水分（空气湿度或纸张含水量） 酸的催化能力与种类 微生物分泌的胞外酶 温度 纤维的种类 纤维素水解反应的危害：分子聚合度下降，分子间范得华力和氢键

14、作用力减小，纸张机械强度下降，耐久性受损。 3.3.纤维素氧化纤维素氧化(oxidation)(oxidation) 纤维素氧化反应概念：纤维素分子在一定条件下分子上的-OH被氧化剂氧化成-CHO、-CO、-COOH等，生成与原来纤维素结构不同的氧化纤维素(oxycellulose)的过程。 纤维素氧化反应过程：先-OH氧化，破环，同时断链，氧化降解，聚合度下降，再氧化生成小分子的有机酸。 C6上的氢氧基氧化成羧基，不破环，继续氧化导致葡萄糖基破环、断链，聚合度下降。 影响纤维素氧化的因素有： 氧化剂的种类与数量 光（紫外光、可见光） 水分（空气湿度或纸张含水量） 温度 纤维素氧化反应的危害：

15、 氧化纤维素是一群泛黄、易脆物质的总称，随着-OH氧化，-葡萄糖1.4甙键(C1-O)容易断裂，引起氧化降解，聚合度下降。葡萄糖基进一步氧化生成乙醛酸、甘油酸、草酸等小分子物质，纸张耐久性受损。4.4.纤维素的光解反应纤维素的光解反应光降解光降解(photolysis) (photolysis) 有光，无氧化剂有光，无氧化剂 光氧化降解光氧化降解 (photo-oxilysis)(photo-oxilysis) 有光，有氧化剂有光，有氧化剂光敏降解光敏降解 (photo-sensilysis)(photo-sensilysis) 有光，有光敏剂，有氧气有光，有光敏剂，有氧气二、二、 半纤维素半

16、纤维素(hemicellulose)(hemicellulose) （一）半纤维素的结构 半纤维素是由木糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖等非均一单糖脱水聚合形成的高分子化合物。聚合度较纤维素小，有支链。分子间除了有C1和C4的-OH脱水外，还有C1和C6的-OH脱水形成的甙键相连。 半纤维素结构示意图 （二）半纤维素的性质 与纤维素相比，半纤维素含有较低的结晶度和更高的反应性，容易发生水解、氧化和光解反应。难以产生氢键和结晶区，从而容易溶于碱溶液。容易吸水膨胀，呈现粘滑性。半纤维素的稳定性要比纤维素差。 （三）半纤维素的作用 吸水润胀性便于打浆，易使纤维解离；适量的半纤维素可以提高纸张强度和制浆率

17、。三三 、木素、木素(lignin) （一）木素的结构 木素是由十多个或二十多个苯基丙烷为结构单元相互连接而成的三维空间立体网状高分子化合物，上面有许多活泼基团，如-OH、-CH3O、-CHO、-COOH、-C=C-等。 （二）木素的性质 1、溶解性：不溶于水，常温下不溶于稀碱、稀酸溶液。 2、高温下能与一定浓度的酸和碱作用而溶解，如碱木素、磺化木素均溶于水，化学制浆去除木素以此为原理。 高温下碱法制浆去木质素高温下酸法制浆去木质素 3、氧化性：功能团化学性质不稳定，反应能力强，容易形成氧化木素，尤其在光照条件下氧化速度更快，氧化后苯环结构受到破坏，生成大量低分子化合物，纸张发黄、发脆、易碎。

18、新闻纸大多由机械制浆制成，保留全部木质素。 思考题 1、为什么造纸原料中纤维素含量越高纸张耐久性越好？ 2、为什么造纸原料中木质素含量越高纸张耐久性越差？ 3、纤维素和半纤维素在分子结构和理化性质上有什么区别？怎么利用一定比例的半纤维素造纸？ 4、纤维素水解和水解纤维素，纤维素氧化和氧化纤维素这两对名词有什么不同概念？ 5、纤维素水解反应的实质、条件和危害是什么？ 6、纤维素氧化反应的实质、条件和危害是什么？ 7、档案库内如何控制纤维素发生有害化学反应？ 名词解释和基本概念 光合作用 纤维素分子结构 聚合度 葡萄糖1，4甙键 结晶区和非结晶区 氢键纤维素水解反应 水解纤维素 纤维素氧化反应氧化

19、纤维素 水解反应催化剂 半纤维素分子结构 木质素分子结构 木质素氧化反应 氧化木质素 纤维素分子酸降解 酶降解 光降解 光氧化降解第三节第三节 纸张生产过程与纸张耐久性纸张生产过程与纸张耐久性 机械造纸生产的一般流程 原料 备料 机械磨浆或化学蒸煮 洗选 漂白 打浆 加填和调料(包括施胶) 抄纸 整理 产品一、制浆制浆(pulpifying)(pulpifying) 制浆就是从造纸植物纤维原料中初步解离（dissociation）出纸浆纤维的过程。 （一）机械法制浆 机械法制浆是利用机械力使木材和草料与刻有纹道的转动磨石摩擦生热，把纤维剥离出来的过程，所得的浆称为磨浆或机械浆(mechanic

20、al pulp)。按原料不同，又可分为机械木浆和机械草浆。 1、机械法制浆优点 （1）纸浆得浆率高，因为原料中所有成分几乎都保留下来了； （2）成本低，因为制浆的设备和工艺都比较简单； （3）生产出的纸张吸墨性好，不透明度高，平滑柔软，适宜印刷； （4）不用化学药品，不污染环境。 2、机械法制浆的缺点 （1）机械法制成的纸张容易发黄，因为纸浆中几乎保留了原料中全部的木素，而木素容易发生氧化和光解，造成纸张发黄和强度下降； （2）由于机械浆的纤维粗而短，不利于相互交织，生产的纸张强度低。 （二）化学法制浆 化学法制浆就是把植物纤维原料与一定浓度的碱或酸一起高温高压蒸煮而分离纤维，尽可能去除木素和

21、大部分半纤维素，所得的浆称为化学浆（又分碱法和酸法两类）。 碱法 CaO、NaOH、Na2SO4混合水溶液蒸煮。 酸法 Ca(HSO3)2、NaHSO3等水溶液蒸煮（分酸性、中性、碱性三种）。 1、化学制浆法的优点 在分离纤维的同时能去除原料中的木素和非纤维素杂质，所以化学纸浆(chemical pulp)中的纤维素量高，成纸强度大，不宜发黄，耐久性好。 2、化学制浆法的缺点 在制浆过程中使用酸、碱化学物质，纤维素受到破坏，聚合度下降；同时，这些酸碱化学物质残留在纸张中，尤其是残留的酸催化纤维素水解反应会严重影响纸张的耐久性（酸降解）。 二、漂白二、漂白(bleaching)(bleachin

22、g) 漂白是用各种漂白剂去除有色物质，获得洁白的、具有良好物理和化学性能的纸浆。 还原漂白和氧化漂白两大类（还原漂白只脱色，不去木质素，适用于机械制浆法，一般书写纸均用氧化漂白法） 1、氧化漂白：用氯、次氯酸盐和二氧化氯等氧化剂处理纸浆，能脱去木素和其他有色物质、化学基团而使纸浆变白。 2、氧化漂白对纸张耐久性的影响 （1）在氧化漂白过程中，纸张中的纤维素和半纤维素也会发生氧化，导致纸张强度下降。 （2）氧化漂白剂残留在纸张中，对纸张中的纤维素、半纤维素起氧化作用，存在一个内在有害因素。 （3）在木材制浆漂白过程中，引来了酸性物质。三、打浆三、打浆(beating)(beating) 打浆就是

23、用机械方法来处理悬浮在水中的纤维及纤维束，使纤维的形状及物理性质发生改变，如直径变小、表面积增大、具有柔软性和可塑性等。打浆是植物纤维润胀、疏解和分丝的过程。 打浆的优点： 经过打浆后，纤维束疏解成单个纤维细胞，单个纤维细胞又进一步分化成细纤维和微纤维，得到的纤维不但细软，而且增加了纤维的表面积，增加了纤维和纤维之间的交织面积，表面交织力大大增加，所以能够提高纸张的耐折度、耐破度和抗张强度； 纤维疏解和分丝后，纤维表面暴露出更多的氢氧基，同时柔软性提高后氢氧基更易接近，这样纤维间可以形成更多的氢键，从而提高纸张的强度和耐久性。四、施胶四、施胶(sizing)(sizing) （一）施胶的概念

24、施胶是指在浆料中加入抗水性的胶体物质和沉淀剂，经过沉淀和干燥成膜的生产过程。施胶能提高纸张抗水能力，从而保证书写时墨迹不扩散。 内部施胶：胶料加在浆料中再上网成纸，一般用松香胶和明矾，通常 PH 控制为4.2 4.8，可获得最佳施胶效果。 表面施胶：胶料涂布在纸张表面形成一层薄膜。 （二）胶对纸张性能的影响： 1、沉淀剂明矾(alums)的主要化学成分是硫酸铝，硫酸铝遇水会发生水解产生硫酸，从而增加纸张的酸度，聚合度下降； Al2(SO4)3 + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2SO4 2、松香本身是一种弱酸物质，松香胶主要成分为松香酸(rosin sige)（C19H29COOH），会

25、给纸张带来酸性，聚合度下降； 3、加入松香后会使纸张发黄，白度下降； 4、明矾中的金属离子（如铁离子等），是光敏剂，在光化学反应中起光敏作用，会促使纤维素的氧化，纸张发黄。 5、胶料会影响纤维之间的结合，降低纸张强度。五、加填五、加填(loading)(loading) 加填就是在浆料中加进一些基本不溶于水的白色细小矿物质粒子，填补纤维之间孔隙，从而改善纸张的适印性、平滑性和不透明性。 （一）加填的优点 1、提高纸张的白度； 2、提高纸张的不透明度，增加平滑度； 3、提高纸张吸收印刷油墨的能力； 4、提高纸张的柔软性； 5、加入的CaCO3等碱性填料能抑制纸张中的酸； 6、填料的成本比纤维低，

26、加填能降低纸张的生产成本。 （二）加填对纸张的不利影响 1、加填会降低纸张的物理强度。因为填料粒子减少纤维间的接触面积，同时妨碍纤维表面氢氧基的相互作用，减少氢键的形成。 2、加填会降低纸张的施胶度。填料虽不溶于水，但具有一定的亲水性。 化学蒸煮流程图 思考题 1、什么叫制浆？机械法制浆和化学法制浆各有什么优缺点？两种不同的方法制浆生产出的纸张耐久性有什么差别？ 2、漂白、打浆、施胶和加填四个工序为什么是造纸生产过程中所必需的？它们对纸张耐久性有什么不利影响？ 名词解释与基本概念 机械制浆 化学制浆 酸性亚硫酸盐制浆 氧化漂白原理 破布纸浆 内部施胶 填料 纸张与古代其他文字载体材料相比 有纸

27、草之便，不易破裂； 有竹木之廉，体积不大； 有缣帛羊皮之软，无其贵； 有金石之坚，而不笨重。第四节第四节 纸张的主要性能与纸张老化纸张的主要性能与纸张老化一一 、纸张的主要性能、纸张的主要性能(property)(property) 物理性能：包括定量、厚度、紧度、透气度、施胶度和吸收性等 光学性能：包括白度、不透明度等 机械性能（机械强度）：包括抗张强度、耐破度、耐折度和撕裂度等 化学性能：包括化学成分的含量、水分、PH值、灰分、铜价和粘度等（一）纸张的物理性能 1、定量与厚度（quantity and thickness） 定量是指纸张单位面积的重量，一般以每平方米纸张有多少克表示，即g/

28、m2。 厚度是指在一定的面积和一定的压力下，测得纸样两面之间的垂直距离。 2、紧度(tightness) 紧度是指每立方厘米纸张的重量，以g/cm3表示。紧度与纸张结构中的多孔性、吸收性、柔韧性、强度密切有关。 3、施胶度 施胶度表示纸张抗水性能的大小。施胶度是以标准墨水划线时，不扩散也不渗透的线条最大宽度（mm）表示。 4、吸收性(absorptivity) 纸张对液体、气体具有吸收能力。吸收的原理： （1）纸张纤维之间具有无数毛细孔隙， （2）纤维素和半纤维素具有大量亲水基团-OH。 （3）纸张的含水量（正常含水量一般为7%） （4）吸收有害气体，不利于纸张的耐久性（二）纸张的光学性能 白

29、度(whiteness)是指纸张受到光照后全面反射的能力，以百分数表示。某一纸张白度下降表示纸张老化耐久性下降的指标，纸张变色或泛黄主要是葡萄糖基单元上生成了醛基和木质素氧化生成了醌基团。（三）纸张的机械性能 纸张的机械性能又称机械强度，是指纸张在一定机械外力条件下，抵抗外力作用的能力。也是衡量纸张耐久性的重要指标。 机械强度(mechanical shrength)取决于纸张纤维的原始强度，和纤维与纤维之间的结合强度。 1、抗张强度(tensiling strength)：纸张能承受的最大张力。通常指一定宽度试样的抗张力，以N/15mm、KN/m表示。 2、耐破度（wearproof str

30、ength ）：纸张在单位面积上所承受的均匀增大的最大压力，以Pa、Mpa、Kpa表示。 3、耐折度(foldproof strength)：纸张在一定张力下，试样来回做一定角度折叠，直至其断裂时的折叠次数，以双次表示。 4、撕裂度(tearproof strength)：纸张被切出一定长度的裂口，再从裂口开始撕破所需要的力，以mN表示。 纸张纤维聚合度与机械强度的关系（四）纸张的化学性能 1、水分 分指纸张在100150烘干至恒重时所减少的重量与原重量之比，以%表示。 结合水(bound water)：纤维素非结晶区上有许多游离氢氧基，能于水分子氢键结合，这部分水是结合水。结合水分子排列有一

31、定方向，赋予纤维柔韧性和好的机械强度。 游离水(free water)：纤维结构中的各个单元，如微纤维之间、原细纤维之间或大分子之间存在大量毛细管，由毛细管作用所吸附的水称之为游离水。促使纸张纤维素发生各种有害化学反应，并为微生物和档案害虫提供水分。 2、纸张的PH值 酸是纤维素水解反应的催化剂，氢离子浓度越大，刺激氧桥断裂，影响纸张耐久性。 3、纸的铜价(cupric value) 铜价是指在特定的条件下，100g绝干纤维素（纸浆）使氧化铜（CuO，二价铜）还原为氧化亚铜（Cu2O,一价铜）的克数。 铜价主要用于鉴别纤维素C1还原基的多少以及链的长短。纤维素分子水解、氧化后聚合度下降，短链增

32、多，暴露出更多的C1还原基团，铜价增大，说明纸张耐久性下降。 二、 纸张老化纸张老化(aging)(aging) （一）纸张老化的概念：在外界各种不利环境作用下，纸张主要化学成分发生不可逆的化学变化，从而使纸张性能下降的过程。 微观表现：纤维素、半纤维素和木质素的化学结构发生变化； 宏观表现：纸张泛黄，白度下降；机械强度下降；铜价上升；酸度上升PH值减小。 （二）纸张老化原因 1、老化的内因 （1）主要化学成分的变化 纤维素和半纤维素水解、氧化、氧化降解、光解、光氧化作用 木质素氧化和光解反应 纤维素 半纤维素 木质素（表示分子稳定性，不易老化程度） （2）纸张内部的有害物质 生产过程中残留的

33、酸、氧化剂、施胶明矾、金属离子等 2、老化的外因 高温、高湿、光线、酸、氧化剂、微生物等加速发生水解、氧化和光解反应。 （三）人工老化试验 (accelerated aging test) 人为给纸张不利的外因条件，加速纸张老化速度，测出纸张白度、机械强度、酸度等理化指标，判断纸张耐久性的试验。 干热老化试验表明：纸张在温度1052老化 72 小时，相当于自然室温下保存25年。以此判断纸张耐久性的好坏，并可推算出纸张的预期寿命。 老化试验方法：干热老化、湿热老化、紫外光老化、酸碱老化等。 思考题 1、为什么用白度、机械强度和酸度能标志纸张的耐久性？ 2、为什么能用铜值标志纤维素分子的聚合度？

34、3、纤维素水解反应和氧化反应与外界环境不利因素关系如何？ 4、纤维素酸降解的催化剂酸的来源有哪几方面？如何防止酸降解反应？ 5、如何分析纸张老化的内因和外因？ 名词解释和基本概念 纸张性能 机械强度 抗张强度 耐破度 耐折度 撕裂度 白度 纸张酸碱度 铜值 纸张老化 人工老化试验 游离水 结合水 一、文化用纸的种类一、文化用纸的种类 （一）按用途分类新闻纸、印刷纸（凸版印刷纸、凹版印刷纸和胶版印刷纸）、书写纸、打字纸、干法静电复印纸、制图纸、描图纸、晒图纸、复写原纸、铜版纸、计算机专用纸等。 （二）按原料和生产方法分类 机械纸分类等级： A级 棉浆、木浆 B级 Ba 亚硫酸盐木浆 Bb 硫酸盐

35、木浆 C级 草浆 D级 磨木浆 （三）档案用纸耐久性质量要求 我国国家档案局专门制订了耐久纸的具体要求和测试方法（中华人民共和国行业标准DA/T1194）。标准规定了最耐久纸和一般耐久纸的具体要求。 1、最耐久纸 可保存500年以上。经1002、576小时（24天）干热加速老化后，其耐折度保留率纵、横向均不低于50%，撕裂度保留率纵、横向均不低于80%，水抽提液PH值为7.59.5。其纤维原料建议采用100%漂白针叶木浆或新的棉花和亚麻浆，或这些纤维的混合浆。 2、一般耐久性纸 可保存200年以上。经1002、576小时（24天）干热加速老化后，其耐折度保留率纵、横向均不低于5%（最小不得低于

36、两双折次），撕裂度保留率纵、横向均不低于60%，水抽提液PH值为7.59.5。建议其纤维原料中至少含有20%漂白针叶木浆或新的棉花和亚麻浆，或这些纤维的混合浆，其余的为其他纤维原料。 二、手工纸二、手工纸(hand making (hand making paper)paper) 用手工或半手工方法加工特殊植物纤维原料（树皮纤维、优质禾本科植物纤维、棉纤维）生产的纸，成为手工纸。 (一)手工纸生产过程 生产工艺缓和，工序为：选料、水浸、发酵、蒸煮、洗浆、堆晒、碾浆、抄帘、压榨、烘干、成纸 （二）手工纸耐久原因 1、原料质量好。麻纤维、树皮纤维和竹纤维的纤维细胞长宽比大、纤维素含量高、杂细胞少。

37、 2、生产过程处理条件缓和，不用强酸、强碱和强氧化剂对纤维损伤小，不进行酸性施胶，用弱碱处理，成纸呈弱碱性。 3、生产用水的水质好，天然泉水不含杂质。 4、生产工具以竹木制作为主，不含金属离子。 5、手工纸的抄造技艺好，纤维纵横交织均匀。 （三）古代手工纸种类 1、 麻纸 麻纸是出现最早的手工纸，以大麻、亚麻、苎麻等为原料，古代麻纸多用麻类的废弃物，如旧麻绳、破麻布、旧渔网等皮纸和竹纸两大类。 汉晋时期的麻纸质地较为粗糙，唐代的麻纸主要用来书写字帖、经文等，明代以后很少以麻为造纸原料。我国最著名的传世麻纸档案有敦煌文书。 2、皮纸 古代造纸采用的韧皮纤维有檀皮、楮皮（构皮）、桑皮、藤皮等。其纤

38、维很长，仅次于麻纤维。宣纸是最好的皮纸，质地柔软、洁白平滑、细腻匀称、尤以润墨性和耐久性好闻名于世。 青檀树皮纤维上的皱纹 （放大10000倍） 传统的宣纸制法大部分依赖手工操作。其工序是，将青檀树皮和沙田稻草分别进行浸泡、剥皮、灰腌、洗涤、碱煮、漂白、打料、调料、捞纸、榨纸、焙干、整理等18个步骤处理，这比一般手工纸的生产要细致的多，生产周期大约300天左右。现在的宣纸生产是把现代工艺与传统工艺相结合，在不损害纤维强度和性能的前提下，尽可能缩短作业时间。 几种有名皮纸的原料及特征纸名主要原料纸张特征棉纸（绵纸）构皮纤维较多、质地细柔、极有韧性，明代前期印书多用棉纸，元朝政府曾用于印制纸币藤纸

39、藤皮纸张韧性很强，有白、青、黄三种颜色桑皮纸桑皮质地坚固，有黄白两色，宋、元、明曾用于印书，但传世较少纱纸构皮纸质洁白强韧，薄如绸纱罗纹纸青檀皮有明显罗纹，质地细薄柔韧，素白、浅黄两色，宋、元、明、清用于印书，也适宜修补善本或镶裱宣纸青檀皮质地柔韧、洁白平滑、细腻工整、色泽耐久，适用于绘画、法书之作 3、竹纸 竹纸以多年生禾本科植物嫩竹为原料制造，呈黄色，竹纤维细长，较为柔顺，适合造纸。几种有名竹纸的生产原料及特征几种有名竹纸的生产原料及特征名称原产地原 料纸的特征毛边纸福建嫩 竹呈现黄色，质地较脆，吸水性较强连史纸福建嫩 竹薄，洁白，吸水性较强毛泰纸福建竹浆和草浆纸色发暗，纸面较粗糙，厚而软和玉扣纸福建嫩 竹呈现米黄色，比毛边纸略厚元书纸浙江纯竹浆浅黄色，纸质很薄，吸水性较强 思考题 1、手工纸与机械纸相比有哪些优越性？有哪些局限性？ 2、安徽泾县的宣纸为什么是最优良的书画用纸？ 3、档案用纸的选购应注意哪些问题？ 名词解释和基本概念 手工纸 宣纸 印刷纸 描图纸 纸张质量等级