纸质文物保护初探.doc

纸质文物加固保护初探

南京航空航天大学文物保护材料研究所

邱 建 辉

纸张是我国四大发明之一，历代的手稿、图书、绘画、经卷、报纸、文献、信件等纸质文物，是人类进步文明的见证和载体。它真实地记载了我们中华民族的悠久历史、灿烂文化、创造发明，对研究当时的时代变迁、历史演绎、科技发展、民俗民风提供了丰富的珍贵的原始资料，具有重要价值。
1982年出土于宁波天封塔地宫内的距今约1000多年的南宋《妙法莲花经》经折，经折长21cm，宽7cm，厚约3.8cm，约有40折。是迄今为止国内首次发现的双面印刷纸质文物。其在我国古代造纸印刷术方面，有着特殊的地位。对研究古代造纸、印刷技术发展、演变以及研究古代佛教经书具有很高的价值。
但是随着时间的推移，外界环境条件的变化，这些珍贵的纸质文物在发生着变化和损坏。由于经折长期埋藏于地下，受潮湿环境的影响，不同程度地发生了水解、酸蚀、粉化、脆断、局部产生粘连，色泽呈黄褐或褐色，经折的机械强度和耐折度几乎为零，有的已成碎片，轻抹即成粉末，根本无法翻阅。在电镜下观察，纸纤维长度不到1mm，pH值为6.1，呈弱酸性。
纸质文物的损坏主要分为接触性和非接触性损坏两种。接触性损坏指空气中的有害物质与纸张纤维接触，并渗入纤维内部，发生许多物理变化和化学反应。如纸张的酸解降解、氧化降解、微生物降解、虫蛀鼠咬、水浸火烤等均属此类。非接触性损坏主要是指温度、光照、湿度的变化，造成了纸张内应力的变化，引起纸张纤维内部晶区结构性能的变化。纸质文物的老化降解是以上这些因素的协同作用的结果，而不是单独发生造成的。整个纸张的老化在自然状态下是一个自加速的过程，反应产生的副产物也对纸纤维的老化起催化作用。
我们知道，文物保护十分强调“修旧如旧，保持原貌”，对纸质文物的保护同样不能例外。但是纸质文物与其它文物不同，它是一种质地轻薄、柔软、低强度的材料。一旦保护处理方法失当，其造成的后果将是毁灭性的和无可挽回的。显而易见，对它们的保护犹应十分慎重，要求更为苛刻。
对纸质文物加固保护的要求是，提高纸质文物一定的机械强度；阻止或缓解纸质文物进一步老化降解；同时使纸张保持原有的质感、光泽、柔韧性和可弯曲性。有固色、防霉、杀菌等作用。
对纸质文物加固保护的方法主要是：
1， 脱粘处理 采用对纸质文物不损坏，字迹图画不腿色、不扩散模糊的特殊溶液，对纸质文物的粘连部分采用特殊的浸泡液或喷洒液，使粘连部分脱开。
2， 脱酸处理 采用水溶液、有机溶剂或气相法等对已经严重酸化老化的纸质文物进行脱酸处理，使之呈中性，延缓纸质文物的降解老化；
3，加固保护 目前国内外对纸质文物的加固保护方法主要有，托裱加固法、丝网加固法、真空加膜法和树脂加固法等。
目前国内外对纸质文物虽已有比较可行的脱粘、脱酸处理材料及其工艺，但是对于严重粘连，已成“纸砖”的纸质文物的脱粘尚无可靠的方法，对脱酸处理的方法、效果，专家们也有歧见。而对纸质文物的加固保护的方法则更是“百花齐放”。
托裱加固法是最常见的在纸张的背面托纸裱糊，是依靠托纸来对脆弱的纸质文物进行加固保护，并没有从根本上改善纸质文物纤维的老化、降解，而且很明显不适用于双面印刷的纸质文物。
丝网加固法是用蚕丝编织成一定尺寸间隔的丝网，在丝网上喷热熔胶等，将纸质文物铺敷在有胶的丝网上，然后用加热辊滚压加热，使纸质文物与丝网粘接在一起。这种方法对于碎片状纸质文物的加固保护效果明显，而且丝网材料透明、可弯曲、加固操作方便，加固后能基本保持纸质文物的原貌，但是不能延缓纸质文物的老化降解，而且也不能加固那些纤维断裂、粉化严重的纸质文物。
真空加膜法是将纸质文物放于一个密闭的容器内，在真空条件下通入加热的聚合单体，使单体聚合沉降到纸质文物表面，形成保护膜。采用的单体主要有丙烯酸酯类、有机硅类以及对二甲苯等。真空加膜法具有较好的综合性能，但是处理时需要较高的温度，会对纸质文物产生一定的损伤，另外因对单体用量不易掌握、设备要求高等因素，因而还未得到推广应用。
树脂加固法是将高分子树脂配制成适当浓度的溶液，喷雾、沉降在纸质文物表面。树脂加固法是近年来对纸质文物加固保护研究较多的方法之一，曾使用的树脂有纤维素类、聚乙烯醇缩醛类、丙烯酸酯类、改性尼龙类、有机硅类等。这些树脂能与纸质文物形成两相的复合材料体系。作为连续相的树脂，不但能有效提高纸质文物的强度，而且能延缓纸质文物的老化降解。
但是树脂加固法也存在一些问题。由于加固的树脂分子量较高，其对纸质文物中纤维的渗透性、浸润性较差，因而不能很好地渗透的纤维的内部，在纸质文物的表、里造成浓度梯度，导致纸质文物内、外应力不匀，会加速纸质文物的老化。再者，树脂溶液容易在纸质文物表面成膜，使纸质文物的质感、光泽发生变化，难以满足文物保护“修旧如旧”的要求。还有，树脂加固的纸质文物，如果若干年后失效，对其再次保护存有问题。
由上可知，要加固保护南宋经折这样的破损严重的纸质文物，难度很大。目前研究人员正在对加固保护新材料及其工艺进行探索研究。
主要是研制一种具有反应活性的低聚体材料，配制成一定浓度的胶液，雾状扩散到纸质文物表面来加固保护，其特点是由于胶体分子量较小，因而能够渗入到纸纤维的内部，与纸纤维中的羟基反应，生成牢固的化学键。电镜分析结果表明，胶体是以增粗纸纤维来提高纸质文物的强度，而不影响其质感、光泽等。但是这种方法对于粉状或脆断部分纸质文物的加固保护作用不大。
因此科研人员又研究了对壳聚糖（由甲壳素处理得到）进行一定的改性，配制成适当浓度的胶液来加固保护纸质文物。由于壳聚糖与纸纤维的分子结构十分相似，两种均为天然材料，具有很好的相容性和亲和力，并且壳聚糖中的氨基能与纸纤维中的羟基反应，生成化学键。因而能够适度填充加固纸质文物纤维表面，达到对纸质文物粉化、脆断部分的加固目的。
如果将上述两种材料配合使用，则低聚体既能与纸纤维中的羟基反应，形成“架桥”，又能与改性壳聚糖进行适度交联，还能一定程度地增粗纸张纤维；而且壳聚糖中的氨基也能与纸纤维中的羟基反应，从而以增粗纤维和适度粘合填充等多种途径来加固保护已粉化、脆断的纸质文物。
另外，还研究在胶体中直接合成纳米材料，或掺入适量经过表面修饰的纳米材料，这些纳米材料具有防霉、杀菌等功能，以确保加固保护后的纸质文物不受虫蛀、不致霉变。
纸质文物的保护是一项利在当代、功在千秋的事业，是一门融人文、历史、材料、化学、物理等学科为一体的综合技术、边缘学科，尤其能够促进材料特别是高分子材料的发展，是一门综合性很强的科学技术。
南京是著名的历史文化名城、六朝古都，在博物馆、纪念馆、档案馆存有不同年代的许多纸质文物，其中不少是稀世珍物、孤本，但有的也已酸化发黄，字迹扩散模糊，腿色变暗变淡、霉变虫蛀。即使是建国前后的一些史料、档案、真迹，有的也发现已严重老化。因此，对纸质文物乃至近代的纸质史料的保护是刻不容缓的。相信在文物保护科技人员的不断努力，辛勤“耕耘”下，纸质文物一定能够得以“延年益寿”，为宏杨我国的灿烂文化作出贡献。