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纸张为什么会变黄?
来源: 实验中心 | 作者:杜娜娜 | 时间:2023-01-29 11:39:49 | 人气:

  纸张能为我们保存很多重要的信息,但时间久了,纸会变黄。变黄是纸张老化和变质的早期迹象之一。黄色最终可能会变成棕色,纸张在老化后会变得易碎。纸张老化对文化遗产造成了重大的影响,使我们失去一些细节信息,给历史文物收藏提出了“挑战”。那么,纸张变黄的原因究竟是什么呢?

  众所周知,绝大多数纸张是用富含纤维素的植物制造的。这些植物的主要成分是纤维素和木质素。纤维素是葡萄糖聚合物,木质素则是以苯丙烷为基本结构组成的复杂大分子。但木质素和部分纤维素都容易被氧化。链状纤维素中的羟基被氧化成酮或者是共轭二酮,形成发色团。通过对降解纤维素的红外和紫外-可见光谱的比较,发现共轭酮基团导致纸张黄变。纯的纤维素在紫外可见(紫外线)波长范围约6 eV(200 nm)没有吸收带。相反,降解的纤维素有4个吸收光谱,在4.8 eV(260 nm)附近有一个宽峰,对较低能量的吸收尾很长。降解的纸张会吸收紫色光,因此,肉眼看到的就是紫色的补色,黄色啦!

  氧化尤其受到光、热、水分、金属阳离子如Cu2+和Fe3+的存在以及如SO2和NO2等污染物气体的影响。有的人发现纸张沾了水之后或者在太阳晒过之后会变黄,这是因为水分子提供额外的氧自由基,促进葡萄糖环上酮的形成。同样,高温也有利于纤维素被氧化。随着纸张老化,变色的程度取决于纸张中成分的百分比。需要注意的是,纸张中的其他成分,如染料、颜料、金属离子和添加剂,都可以通过吸收光量子并将其激发能转移到氧气中来作为光敏剂。

  随着造纸技术不断发展,人们对纸浆和造纸工业伴随纸张黄变的光化学反应重新产生了兴趣,特别是富含木质素的纸张,如新闻纸。研究的重点是识别已形成的发色团,根据纸张变黄的反应机制,使用化学试剂来抑制这些机制。纸张管理员在处理旧纸张和人工制品时,可以通过漂白保护纸张,如去除稀有书籍、历史文件、地图和其他档案材料中纸张的变色或污渍。由于化学漂白可能对所讨论的人工制品造成潜在的损害,漂白应该作为去除或修改导致变色的发色团的发色团的最后手段。此外,可能存在彩色墨水的问题,可能会受到不利影响的漂白。在任何情况下,在人工制品被用水清洗之前,都不应该尝试进行化学漂白。