当我们翻看自己几年前用过的书本时，会惊奇地发现：
书本的纸张全都变黄了，有些纸张甚至变得“弱不禁风”，多翻几下就会破损。这种现象还不单出现在我们随处可见的现代书刊，甚至纪念相册、收藏的古代书画、艺术品等，也是如此。
为什么会这样呢？下面我们来一起追本溯源。
达德·亨特《古代造纸的历史及工艺》01.
我们所说的纸是什么？
它的成分是什么？
东汉元兴元年（），黄门蔡伦在总结前人造纸工艺的基础上，确立了植物纤维纸制作的新工艺，增加了树皮、渔网等新原料，创造性地生产出便于书写的麻类纤维纸。
中国发明的植物纤维纸质地轻软，成本低廉。经过三世纪后，很快取代了地中海沿岸的埃及苇纸和波斯等中亚各国的羊皮纸，以及阿拉伯语的叙利亚的树皮。公元10世纪植物纤维纸传入大马士格、开罗；11世纪传入摩洛哥；13世纪传入印度；14世纪传入意大利。文艺复兴时期意大利很多城市都建了造纸厂，纸张及造纸术迅速传播到德国、俄国、等欧洲各国。植物纤维纸的发明与传播，使文字的载体成本得到了大幅度的下降，知识在平民中的普及得以实现，从而极大的推动了世界科技、经济的发展。
可见，无论是古时候的手工纸还是现代纸的原料都是木材植物纤维。那么现在我们就可以从纸张原料的角度去找寻纸张发黄的原因了。
植物纤维主要集中在植物细胞壁从植物细胞壁结构图中我们可以知道植物纤维主要成分是：纤维素、半纤维素、木质素。
纤维素：纤维素是葡萄糖脱掉一分子水（H20）后的物质。它的直链型结构和分子间的羟基（OH-）够形成具备一定结合能力的氢键，有利于纸张耐久性。但纤维素所含羟基（OH）容易被氧化，在光照条件下，由于氧化剂的介入，纤维素容易发生氧化反应，生成结构不同于纤维素的一系列氧化纤维素。
氧化纤维素已经不再是纤维素的分子结构，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。氧化纤维素的结构中已不再含有羟基，所以分子间不能再形成氢键，分子间的结合力减弱了，所以纸张干燥以至脆裂。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，使纸张变得更脆弱。
纤维素的分子结构半纤维素：是由单糖脱水聚合而成的聚糖类高分子化合物。
很容易被氧化生成羰基发色团和羧基助色团，而使半纤维素泛黄。其使纸张黄变的机理是：在光照射下，光会加速半纤维素的水解，使其生成易溶于水的木糖、甘露糖等。木糖、甘露糖在光照和氧的作用下，很容易被氧化生成羰基发色团和羧基助色团，半纤维素的泛黄就是受这些取代基团的影响而产生的。
半纤维素的条状结构木质素：由苯基丙烷结构单元构成，在漂白时，木质素虽然因为氧化和水解作用而成为无色的烷基酚状态，但仍留在纤维中，这些烷基酚经日光曝晒等氧化作用成为醌构造，对可视光有吸收能力，呈现出从黄色到茶色的色相。
木质素是由三种醇单体（对香豆醇、松柏醇、芥子醇）形成的一种复杂酚类聚合物
所以纸张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。
除此之外纸张的制作工艺也隐藏着使纸张变黄变脆的秘密。
02.
制作工艺与保存过程的隐患
传统的机械纸张从生产到用户手中，要经过制浆、漂白、施胶、加填、抄造、干燥、在库保管、运送及商店陈列等过程。
在漂白时，会用含二亚硫酸钠、含硼氢化钠的漂白剂来处理纸浆，木质素因为还原作用而成为无色的烷基酚状态，但仍留在纤维中，但在空气的长期暴露中又会被重新氧化成有色物质，所以，耐久性差。
施胶时，会使用明矾（硫酸铝）作为沉淀剂，但是这样会使纸浆生成硫酸，增加其酸性。酸性会促使纤维素水解，不利于纸张耐久性。
纸张纤维的氧化和被酸化又是相互影响的，纸张的酸性物质会加速纸张的水解，水解又导致了新的低分子产物的形成，从而增加了对纸张纤维被氧化的敏感性，纤维氧化后又会生产的酸性副产物（如羧基）。
但这里我们大概就能得出：
纸张发黄及脆化是纸张纤维被氧化和被酸化的共同结果。
纸张的泛黄也与光线的照射密不可分，在阳光暴晒下的纸张变黄速度会加快。空气中的某些物质在紫外线的照射下会生成强氧化剂，从而氧化降解纤维素、半纤维素和木质素。
紫外线还会直接引起C-C键和C-O键的断裂，从而使得纤维素、半纤维素和木质素聚合度降低。同时，光线中的红外线会加热纸张，使纸张温度升高，内部反应速度加快，加速纸张发黄、变脆、边缘部分被降解等现象。
现在知道了纸张发黄及脆化的原因了，
那么如何解决纸张老化问题？
03.
如何解决纸张老化问题？
达芬奇《自画像》藏于皇家安大略博物馆这也许是达芬奇唯一正式的自画像，他陈列在意大利都灵市的皇家安大略博物馆中。由于年间画纸的变黄，其中的一些细节已经模糊了。
科学家表明：“醛式”染色质——一个碳氧双键加一个碳氢单键，是最突出的使纸变黄物质。也许通过使用“还原”化学试剂能使发黄的染色质还原成未氧化的状态。但是，同时警告说：使用这样的化学试剂也有毁坏价值连城的艺术品的风险，最好的办法也许就是把达芬奇的画像放到那儿，不要动它！不要动它！
显然从“抑制纸张氧化反应”的角度，通过“还原”剂来解决这一问题不是最好的。最根本的办法大概只有：
从源头控制纸张的酸性从而抑制纸张纤维水解！
基于“控制纸张酸性”这个角度，于是市场上出现了无酸性纸。（达芬奇画画的时候可没有这样的福利--）
04.
市场上的无酸性纸分为：
无酸纸，中性纸，碱性纸，持久性纸和档案纸
(以下文字摘录自国家古籍保护中心，
作者│武汉大学信息管理学院博士生导师、教授刘家真）
无酸纸：原则上，凡是出产后，不含任何游离酸的纸都称为无酸纸，纸张的pH值为7.0或更高。需要指出的是，有时pH值在6到7之间的微酸性纸通常也被认为是“无酸的”。在文献保护领域，无酸纸包括中性纸与弱碱性纸。
中性纸：pH值为7，有时pH值接近7的纸也认为属于中性纸，中性纸可用于对碱性敏感文物的包装用纸或装具用纸，例如照片或含有蛋白质成分的文物。
弱碱性纸：pH值在7～10之间，一般为8.5左右，一般弱碱性纸直接称为碱性纸。美国材料测试学会（ASTM：AmericanSocietyforTestingandMaterials）曾经认为，pH值在7.5～10.0之间的纸张，可能保存年。但纸张中当前没有酸并不能保证纸张就具有高保存性（Permanence），即纸张有长期维持其化学及物理稳定性的能力（ISO）。碱性纸在图书馆与档案室的正常使用与保存状况下，至少能够维持数百年之久而不至于产生明显的损坏（CNS）。
在国际上，无酸纸采用特有的标记，如图：
无酸纸的标志（图片来自于：维基百科）虽然中性纸和碱性纸都被称为无酸纸，其实他们之间是有区别的。在制造过程中，无酸纸有可能就是经过处理以消除可能存在的活性酸的任何纸。如有研究指出，造纸商可以以任何纤维作为无酸纸的造纸原料，并仍然使用酸性的施胶剂硫酸铝，再以碳酸钙作为中和剂，使其转化为中性或碱性，这种无酸纸曾被称为“酸性中和纸”。尽管这类纸出厂时没有酸性，但这类无酸纸含有大量的木质素，很容易发黄和酸化。
永久性纸：由上可见，无酸纸并不能满足具有保存价值的纸质藏品（如重要艺术品、文献等）的高保存性要求。对于需要长期保存的书刊、文件或其他记录，显然仅仅使用无酸纸是无法达到目的的，国际图书馆协会联盟（TheInternationalFederationofLibraryAssociationsandInstitutions，简称IFLA）率先于年向联合国建请其出版物使用永久性纸。
为了获得具有高保存性的纸张，年国际标准化组织（ISO）通过了永久性纸的标准：信息和文件管理.文件用纸.耐久性的要求(ISO:)。ISO是在美国国家印刷图书馆材料永久性标准ANSIZ39.48-的基础上开发的，该标准要求永久性纸张能持续数百年而不会显著劣化。永久性等级的纸张应不含磨木浆，具有额外的强度和性能，可确保最长时间的使用和保留，其pH值为7.5或以上。
ISO:对永久性纸张提出了两个基本要求：
①碱藏：纸中要求最低2％碱性储备，以应对今后可能的酸化。
②木质素：永久纸不含木质素。根据一个多世纪的经验，所有图书管理员和档案管理员都认为木质素必须被排除在永久性纸张之外，所以永久性纸张必须没有磨木浆或未漂白的纸浆。
此外，永久性纸张要求通过撕裂试验测量纸的最小强度，由卡伯值测量的易氧化物质的最大含量，冷水萃取法测量纸张的最大和最小pH值。
永久性纸张主要使用在图书馆，档案馆和其他受保护的环境中须长期保存的资质藏品，永久性纸制造商表明其产品符合ISO或ANSIZ39.48-标准的测试要求。
档案纸：档案纸是一种特别永久、耐用的无酸纸。档案纸旨在用于具有高度法律，历史或重要价值的出版物。因为这类文献具有较高的历史、法律或其他重要价值，必须永久保存。与永久性纸不同的是，档案纸不是被普遍使用的，仅用于特殊目的文件和出版物。
永久性纸张遵守国际标准ISO标准，仅
转载请注明地址:http://www.1xbbk.net/jwbys/4546.html
