脱酸处理后纸质文物的真空冷冻干燥试验(2)
(5) 耐折度试验。分别取试验前后的纸张,将起裁成宽度为15 mm、长度为100 mm的纸条,采用DRK 111型纸张耐折度测定仪进行耐折度试验。两组试验均需取得10个以上的有效数据,然后算其算术平均值作为各自的耐折度。
2 结果与分析
本试验采用两种方法进行纸质文物的真空冷冻干燥试验:① 纸质文物在真空冷冻干燥过程中不采用任何固定工具,让其在真空下自由干燥;② 采用不锈钢硬质夹板对纸质文物进行固定,再进行真空冷冻干燥,理论上这种干燥方式能有效地防止在冻干过程中由于纸质文物失水所引起的局部自由变形,能克服冻干后的纸质文物出现的变形、皱缩等现象,此原理在木质文物真空冷冻干燥领域得到广泛应用[8-9]。
本试验采用真空浸泡脱酸和真空冷冻干燥处理酸化严重的纸质文物,从外观上看,两组试验后的纸张表面均没有出现明显的皱缩、变形、黏连等现象。为研究真空脱酸冷冻干燥后的纸张物理机械强度和化学颜色变化,本试验分别测试两种不同方式下干燥后纸质文物的物性变化,为进一步试验做参考,具体试验参数见表1。
表1 试验参数试验序号文献厚度/mm加热板温度/℃是否采用夹板试验一1425否试验二1425是
2.1 pH值试验
纸质文物脱酸效果最主要且直观的验证指标是脱酸前后的pH值变化。本试验测量pH值时,把纸质文物分为3个部分,分别对纸质文物前、中、后3个部分的pH值进行多次测量取其平均值,测量的数据如表2所示。
表2 试验参数pH文献前文献中文献后平均pH试验前3.884.033.953.93试验一7.057.357.327.24试验前3.634.123.663.80试验二7.127.287.247.21
跟据表2可知,试验前,纸质文物前面和后面部分pH值均小于中部pH值,这是因为纸质文物在酸化过程是由外向内进行的,外部酸化较为严重,而本试验采用真空水溶液脱酸时,脱酸溶液先与纸质文物外部纸张进行中和反应,再慢慢向内部推进,脱酸溶液在推进的过程中虽然部分被稀释,但稀释后的溶液仍然具有脱酸效果恰好与纸质文物内部酸化较轻的纸张进行中和反应,这样能使脱酸后的纸质文物整体pH值趋于平均。
由试验一和试验二的结果均可以得出试验前纸质文物的平均pH值均小于4,由pH值的测试数据可知,经过真空冷冻干燥脱酸后,纸质文物其pH值明显上升,且纸质文物前、中、后三部分经脱酸后pH值趋于平均且都大于7,从而确保了纸张能够长时间地保持弱碱性,以确保纸张能够长时间地保存而避免其因酸腐蚀而加速老化。
2.2 色差试验
本试验采用的是汉普色差仪,其原理是仪器本身发出的光照射在物体上,反射回来一部分光,通过分析反射回来的光来处理数据。因此,在测试过程中,必须保证仪器的测量孔和被测物紧贴,不能漏光,不能晃动,为确保所测数据的有效性,本试验采取了多点多次测量的方法进行对比分析。
表3为试验所测数据,其中:ΔL为亮度差, ΔL为正值,表示被测品比原样品偏亮偏白,为负值表示被测品比原样品偏暗偏黑;ΔA为红绿差,ΔA为正值,表示被测品比原样品偏亮偏红,为负值表示被测品比原样品偏暗偏绿;ΔB为黄蓝差,ΔB为正值,表示被测品比原样品偏亮偏黄,为负值表示被测品比原样品偏暗偏蓝;ΔE为综合色差,根据两组试验数据均可得,试验后的ΔL均为负值,表示试验后的纸张偏黑;ΔA均为正值,表示试验后的纸张偏亮偏红;ΔB均为正值,表示试验后的纸张偏亮偏黄;ΔE分别为4.25和2.24,表明两组试验颜色变化轻微,符合纸质文物保护“修旧如旧,保持原貌”的基本原则。试验一与试验二相比,试验一的颜色变化较显著,表明采用夹板可减小纸质文物颜色的变化,能更好地保持文物的原貌。
ΔE=(ΔL+ΔA+ΔB)1/2表3 色差计算表试验序号ΔLΔAΔBΔE试验一-4.1+1.1+0.14.25试验二-2.0+0.8+0.62.24
2.3 抗张强度试验
纸张抗张强度是纸质文物能否长期保存的重要因素,纸质文物在长期老化过程中,其抗张强度会逐步下降,这是由于酸性纸张在酸催化纤维水解条件下纤维氧化断裂所致[10-13]。
图2为测得抗张强度10组数据所得的平均值,据表可知, 试验前纸张抗张强度仅为0.39 kN/m,经过真空脱酸冷冻干燥后,未采用夹板的抗张强度为0.97 kN /m,采用夹板的抗张强度为1.83 kN/m,两组试验的抗张强度均有大幅度提高,其中未采用夹板的抗张强度提高了148.7%,采用夹板的抗张强度提高了396.2%,由此表明,采用夹板有利于提高纸质文物真空脱酸冷冻干燥后的抗张强度。
文章来源:《机械强度》 网址: http://www.jxqdzzs.cn/qikandaodu/2020/1117/392.html
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