紙質文物老化過程中的溫濕度控制

陳姝聿

【摘要】紙質文物由于存世時間較長，都會存在不同程度的老化問題。紙質文物老化之后，往往呈現不同形式的病害，嚴重影響文物的安全。溫度和濕度的情況對紙質文物的老化影響非常嚴重，紙本來就很脆弱，在潮濕的環境當中就可能產生分解。不適宜的溫度和濕度會大大提高紙質文物老化的過程，降低紙質文物的保存年限。本文將論述溫濕度的控制對河北省秦皇島市玻璃博物紙質文物老化的影響。

【關鍵詞】組成；老化；影響；溫濕度

【中圖分類號】K854.3 【文獻標識碼】A

歷史文物在歷史長河的發展過程當中有著重要的作用，不僅可以使文化得以延續，而且還記載著一個朝代的的興衰，可以使我們對歷史的研究得到確認。但隨著時間的推移，紙質文物也會慢慢老化，這與紙張的組成成分和外在的影響因素有關，如溫度、濕度、酸堿度、光照等。比如在現實生活中書紙在強光照射下都會發黃，在碰到水書紙會黏連在一起，紙上面的文字有時間就會變得模糊不清。在紙質變化的過程中，溫濕度對紙質文物老化的影響最為重要。因此，溫濕度對于保護文物的過程中是一個比較困難的的問題，那么在河北省秦皇島市玻璃博物對于紙質文物的保存過程中，對溫濕度的控制就顯得尤為重要。

一、紙質文物的組成成分

紙質文物是指收藏機構收藏的帶有歷史性文字的紙張，隨著時間的推移而慢慢遺留下來的，因此討論紙質文物的組成成分就要主要研究一下造紙的過程。通過百度百科了解到，在造紙時主要進行的兩個過程就是制漿和造紙兩個過程。而制漿通俗來講，就是在造紙的過程當中將植物的纖維素通過機械與化學的方式，將纖維分解成為本色的紙漿或者是對紙漿進行漂白；造紙則是把漂浮在水中的紙漿纖維，加工合成滿足各種需求的紙頁。

有傳統的造紙術可以得出紙張主要是植物的纖維素所組成的，其中的成分包括由葡萄糖組成的大分子的多糖，還有不溶于水的一些有機溶劑。它們的每個分子單元上都有一個羥基，這就導致紙張具有很好的吸水性，那么在一定條件下紙張就會由于吸收過多的水分最終導致水解及一系列的氧化反應。而水解這個過程則會逐漸地影響紙張當中纖維素的長鏈，而纖維素長鏈的長短則會影響紙張的強度。紙張的纖維素聚合度只要過低就會嚴重導致紙張發生脆化，從而導致紙質文物遭受嚴重病害。因此，紙張的組成成分對紙質文物的保存有著重要的影響。

二、紙質文物的老化

紙質文物的老化是紙張性能逐漸變劣的并且是一個不可逆的過程。紙張老化后的外觀表現在紙張變黃或者紙質變脆，更嚴重的是變成碎屑，可能是因為強光的照射、濕度、溫度、酸堿度等物理因素的作用下導致紙張的老化。紙張在開始制作完時有一定的性能，可以使自身沒有那么脆弱，但當紙質的耐水性、耐光性以及抗機械力達到一定程度時，紙張的性能就會老化。尤其是在高溫度、高濕度的情況下，紙質文物的老化速度會加快。紙張老化后就會影響紙張的保存。紙質文物難以保存對于很多收藏文物的人來說應該都是一個比較磨人的困難。我相信這也是河北省秦皇島市玻璃博物對于紙張保護感覺困難的一個原因。

三、溫濕度對紙質文物的影響

在紙質文物的保存過程中，溫濕度是一個最為重要的因素。想要保存好紙質文物，需要好好研究應該怎么去調節溫度和濕度。溫度在化學反應過程中對化學反應速率影響特別重要。在化學反應中，溫度就像是催化劑，溫度越高化學反應越快。因此，溫度每升高5℃紙張的降解速率就會增加兩倍。在高溫環境中，纖維素的分子結構破壞更為劇烈，并且會加速分解，導致纖維素長鏈變得短，使紙張的強度變小。從而使紙質加速變黃、變脆、彈性變差，而使紙張的保存年限降低。當然，溫度也不是越低越好但是總有一個適當的情況，一個展館中不可能僅僅只有紙質文物肯定還存在其他的展品，文物。它們需要的溫度肯定也是適中的。如果溫度偏低會使玻璃博物館內其他的文物受到傷害，也會使館內的濕度下降，進而導致紙張變脆，失去原有的韌性和彈性。脆化的紙張更容易撕裂，也容易自己斷裂或掉渣，會產生無法修復、不可彌補的后果。因此，過低的溫度也會對紙質文物造成不可磨滅的影響，會影響紙的內部結構，也可能會導致文物上文字的消失，對于文物來說可能是不可磨滅的影響。因此，溫度對紙質文物的影響有著至關重要的作用。

在濕度過高的環境中，高濕度會使紙張的內部結構造成損壞，其中最主要的纖維素會發生水解老化，導致紙張的機械強度變弱，使紙張發生黏連，從而使紙質文物上的文字變得模糊不清甚至字跡缺失，這對于紙質文物的保護非常不利。而且當濕度升高時紙中的水分就會增多，水分增多就會導致細菌的滋生，慢慢地隨著時間的流逝，細菌會不斷繁衍，導致紙質文物發霉、腐爛、變色。不但如此，微生物的存在會滋生出一些酸性物質，使紙質文物內部的纖維素加速分解、氧化，促進紙質文物的老化。過高的濕度會影響河北省秦皇島市玻璃博物對紙質文物的保護有著至關重要的作用，

四、紙質文物保護對于溫濕度的控制

紙質文物一般都經歷過了時間的摧殘，本來紙質文物就比較脆弱，容易被破壞，如果保存的環境不適宜就會對紙質文物造成傷害，那么什么樣的溫度、濕度對于保護文物比較適宜呢？一般紙質文物的保存溫度和陳列環境溫度是15.5℃。濕度小于70%。因為溫度大于15.5℃會導致紙質文物老化速度加快，濕度大于70 %時會產生蟲害和霉菌，紙質和上面的字跡會受到損害。

河北省秦皇島市玻璃博物對于紙質的保護是很不錯的。通過使用除濕機消除文物中多余的水分保護文物。紙質文物氧化、分解、老化是一個漫長的過程。在高溫、高濕度的情況下會使紙質文物加速老化，加速文物的破壞、導致紙質文物的保存年限大大降低，甚至不能繼續保存下去。而采取除濕機消除水分，在保持紙質文物內部環境的濕度的同時還可以把干燥的空氣清理出去，使空氣循環暢通防止霉菌的產生，以保證更好地保護紙質文物，延長其保存時間。因此，控制好溫濕度對于紙質文物的保護有著至關重要的作用。

五、紙質文物溫濕度的控制的具體措施

在溫度過高的環境中，高溫會使紙張的內部結構造成損壞，石墨烯紙（GP）由于其可控制的尺寸和適度降低的熱傳輸性能，因此比單層石墨烯更適合用作散熱器。在這項工作中，基于熱橋方法結合瞬態電熱技術，對GP進行了加工和表征，以了解其熱傳輸性能。GP的導熱系數具有很高的溫度依賴性，從室溫的637W/mK到80℃的757W/mK，與單層石墨烯的趨勢相反。增加的熱性能可以部分歸因于復合材料在高溫下的形態和內部結構變化。發現原子力顯微鏡成像可將表面粗糙度降低30%。此功能對許多工業應用都是有利的，例如智能手機中的冷卻膜。GP的實現在智能手機中得到了進一步驗證，以模擬散熱性能。結果表明，具有溫度依賴性的GP表現出比常規冷卻膜（如銅膜）更好的冷卻性能。所以，運用石墨烯紙可以通過控制對紙質文物溫度過高的控制，從而對紙質文物內部起到保護作用。

隔熱控溫除濕涂層的傳熱方式主要包括傳導、對流和輻射，顏料/填料是決定隔熱性能的關鍵因素。因此，可以通過添加具有高紅外反射率的顏料/填料來降低熱傳導和濕度。由于傳統的隔熱材料的溫濕度度控制和防水性能不足，因此無法準確地控制溫濕度范圍，也不能用于保護化學藥品、精密儀器和其他物品。而水性丙烯酸樹脂可被用作主要的成膜劑，摻鎢的二氧化釩微膠囊（PCMs/W-VO2）被用作填充劑。PCMs/W-VO2智能溫控水性涂料是通過添加消光劑，有機硅防水劑和其他試劑來制備的。PCMs/W-VO2智能溫濕控包裝紙是通過在象牙板上涂水性涂料制成的。使用SEM、FTIR、DSC、XRD、EDS和其他技術分析了樣品的形態、結構和相變特性，并且還測試了隔熱除濕性能，接觸角（CA）和機械性能。結果表明，所制備的包裝紙的相變溫度為45C，紅外光反射率提高了32%，隔熱溫度差達到10.7C，顯示出優異的隔熱溫度控制性能。XRD和EDS表明，智能溫濕控包裝紙的表面含有PCMs/W-VO2微膠囊和有機硅防水劑。SEM圖像顯示微膠囊均勻地分布在紙表面上。CA分析表明接觸角顯著增加，表明該紙張具有良好的疏水性。紙張的物理性能也得到改善，并考慮到智能溫控涂料的經濟因素，最佳拉伸指數，撕裂指數、破裂指數和折疊指數為6.84kN/m、22.69mN·m2/g、3.60kPa·m2g-1和188倍（分辨率：14.7N）。所以，此種方法也可用于對紙質文物老化過程中溫濕度的控制，并且更加全面和靈敏。

六、結束語

紙質文化作為一種文物，其承載著許許多多的文化，加強對紙質文物的保護和對其濕度的有效控制，需要我們不斷地加強直至文化保護的意識，積極參與到紙質文化的保護當中，從而讓文物能夠繼承和傳承下去，為中華民族帶來更加豐富的文化傳統。

參考文獻

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