0 引 言

纸质文物是一个国家和地区历史的见证。我国众多图书馆、博物馆、研究所等机构收藏有大量的纸质文物，它们是中华民族珍贵的文化遗产，具有不可复制的重要历史文化价值。由于受当时经济和技术条件所限，大量纸质文物使用了质量较差的机制纸张印刷，又随着时间的推移，大量纸质文物因纸张酸化、气体氧化、生物腐蚀等作用已发生严重的脆化、变质、发黄等现象[1]。针对纸质文物酸化日趋严峻的形式，大量脱酸处理技术已应用于纸质文物保护中[2]。目前，国内对纸质文物进行脱酸主要采用技术较为成熟的水溶液脱酸法，但如何对脱酸后的纸质文物进行干燥遇到了技术瓶颈。传统的干燥方法不但需要花费很长时间，而且经干燥后的纸质文物会出现纸张凹凸不平、收皱、黏连等现象[3-4]，这也是纸质文物水溶液脱酸最大的弊端。

真空冷冻干燥(简称冻干)是先将含水物质在低温下冻结，然后使其水分在真空条件下升华的一种干燥方法。这种方法干燥后物质的物理、化学和生物性状能基本不变, 物质中的挥发性成分和受热性营养成分损失很小, 真空冷冻干燥后的物质呈多孔状, 其体积与冷冻干燥前基本相同, 密封包装后其保质期长, 已经在食品、医疗等领域得到广泛应用[5-6]。将该方法应用于脱酸后纸质文物的干燥，能有效地消除由于液态水分表面张力所带来的收缩变形现象，基本保持纸质文物的原貌。

为对纸质文物真空冷冻干燥后的物理机械强度和化学变化规律有更深入的认识，本文在未采用夹板和采用夹板两种试验条件下，对真空冷冻干燥脱酸保护纸质文物的试验前后的pH值、色差、抗张强度、撕裂度和耐折度等进行了研究，并对两种试验前后物理强度和化学性质进行对比分析，以探讨此种脱酸干燥工艺的可靠性，希望通过本试验提高纸质文物的机械强度，使其化学性质能趋于稳定。

1 试验仪器、材料及方法

1.1 试验设备

本试验根据纸质文物的特殊性，采用自制的真空冷冻干燥机，选用法国泰康压缩机和GLD-N136型直联式油旋片真空泵，以适用于本试验低温低压的要求。结构如图1所示，添加了一个PH10型在线称重显示控制仪，一个隔板，一个电动掺气阀。PH10型在线称重显示控制仪可以实时监控冻干文献的质量变化，并可设定质量报警，当干燥过程中纸质文物达到设定质量，可实现自动报警停机，符合本试验周期长所需自动化的要求。真空泵可使真空箱的压强达8 Pa，添加的电动掺气阀可以使真空箱的压强在8～99 Pa范围内变化，实现了调节不同真空度的要求。干燥室有效容积为60 cm×60 cm×60 cm，支架上安装3个电加热板，加热板内设有温度传感器并由温度控制器控制，干燥室压力由真空泵、自动掺气阀、真空压力表等装置自动控制，相关试验参数:冷阱温度-60℃,极限真空度8 Pa,冻干面积0.5 m2,捕水能力10 kg/24 h, 加热板极限温度<100℃。试验数据由计算机自动采集并保存。

1.2 试验材料

本试验对出版于1978～1982年、纸张严重酸化发黄、纸张平均pH值约为4.2的纸质文物进行冻干。脱酸液采用南京工业大学根据此类文物的酸化程度配置的脱酸液。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程

选取纸质文物→夹板固型(未固型做对比试验)→真空浸泡(水溶液脱酸30 min)→预冻(冻结至-25℃左右)→冷冻干燥→称重→检测。

1-冷阱, 2-水汽凝结器, 3-隔板, 4-计算机, 5-绝热板, 6-干燥箱, 7-压力表, 8-PID 控制器, 9-自动掺气阀, 10-进气阀, 11-压缩机, 12-真空泵, 13-辐射板, 14-加热板, 15-纸质文物, 16-pH型在线称重仪

1.3.2 冻干试验前后纸质文物各项性能的测取过程和方法

(1) pH值试验。根据GB/T 1545.2—1989《纸、纸版和纸浆水抽提液pH值的测定法》的要求[7]，采用美国CLEAN PH30 便携式酸度计进行多次测量取其平均值，分别得出试验前和试验后纸质文物纸张平均pH值的变化。

(2) 色差试验。试验前后纸质文物的色差变化能直观反映真空冻干脱酸前后纸质文物颜色变化，采用CHIN SPEG 便携式色差仪(汉普光电，Portable Color Difference Meter)做色差对比试验，对10组有效数据取平均值。

(3) 抗张强度试验。分别取试验前后的纸张，将其裁成宽度15 mm、长度大于100 mm的纸条，采用DRK 101B型电子拉力试验进行抗张强度试验。两组试验均取得10个有效数据，然后算其算术平均值作为各自的抗张强度。

(4) 撕裂度试验。分别取试验前后的纸张，将其裁成宽度为64 mm、长度为50 mm的纸条，根据GB /T 4 50-2002 《纸和纸板试样的采取》要求，采用DRK 119撕裂度测试仪进行撕裂度试验。两组试验均取得10组有效数据，然后求其算术平均值作为各自的撕裂度。

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