纸质文物保护初探

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。