生物方法鉴定纸张年代及对纸张老化的研究

大连工业大学2009届本科生毕业设计（论文）I摘要纸张中存在易氧化变质的成分使纸张发生变化，如随着时间的推移会出现发黄、变脆、边缘部分被降解、纸张中间出现色斑等情况，导致纸张无法使用、记载文字丢失等现象，并且随时间的增长变化更加严重。在法化实验室中，犯罪分子常以纸张作为各种信件、证书、契约等文件字迹和印章载体或伪钞票及包装物等出现在现场上。在各类经济案件与经济纠纷中，作案人或当事人常常在事后伪造文件来冒充原文上标称文件的时间，达到逃脱罪责、篡改事实的目的。在这种情况下，作为字迹的载体，纸张的鉴定成为鉴别文件真伪的重要依据，因在这类案件的侦破过程中常常要求对收据、发票、借条、公章、契约、合同、批件等可疑文件纸张的生产年代生产厂家进行鉴定。论文从纸张的老化的机理及生物和纸张成分等影响因素分析，采用生物方法对纸张内的纤维素进行酶处理，通过对纸张滤液还原糖、纸张的黏度和白度的分析，建立起他们和纸张生产年代的关系，从而为纸张年代的鉴定提供理论依据。纸张内部的纤维素随着时间的增长会产生结构上的变化。纸张的白度随着保存时间的增长而逐渐降低，粘度也逐渐变小。纸张酶解后的滤液中还原糖的量在提高酶浓度的情况下随保存时间的增长有降低的趋势。关键词：纤维素酶；还原糖；白度；聚合度大连工业大学2009届本科生毕业设计（论文）IIABSTRACTOxidationpaperexistinthecompositionofmetamorphicchangetomakepaper,suchasovertimetherewillbeyellow,crisp,edgepartofthedegradation,paper,etc.amongtheemergenceofstain,resultinginthepapercannotbeusedtorecordthephenomenonoflanguagelossandchangesovertimethegrowthofevenmoreserious.Inthelaboratory,thecriminalsareoftenavarietyofpaperasletters,certificates,contractsandotherdocumentsorwritingandthesealcarrierandthepackagingofcounterfeitbanknotesandsoonatthescene.Inalltypesofeconomiccasesandeconomicdisputes,crimeorthepartiesaftertheforgeddocumentsoftencomeinposingastheoriginaldocumentonthenominaltimetoescapetheguilt,thepurposeofdistortingthefacts.Insuchacase,asthecarrierofwritingpaper,theauthenticityofidentificationdocumentshasbecomeimportanttoidentifythebasisofsuchcasesinthedetectionprocessisoftenaskedforreceipts,invoices,IOU,official,contract,contracts,documentsandothersuspiciousdocumentsduringtheproductionofpapertoidentifythemanufacturer.Inthispaper,fromthepaperandbiologicalmechanismofagingandtheimpactofpapercomponents,suchasfactoranalysis,theuseofbiologicalmethodsofcellulosepaperforenzymaticprocessing,paperfiltratebyreducingsugar,paperandwhitenessoftheviscosityoftheanalysis,toestablishthemandtherelationshipbetweentheageofpaperproduction,soastoprovideidentificationofthepaper'stheory.Cellulosewithinthepaper'sgrowthovertimewillchangeinthestructure.Whitenessofthepaperwiththeincreaseinstoragetimedecreased,theviscosityisgraduallygettingsmaller.Filtrateafterthehydrolysisofpaperintheamountofreducingsugartoraisethecaseofenzymeconcentrationwithtimetopreservethetrendoflowergrowth.Keywords:Cellulase;Reducingsugar;Whiteness;Olymerizationdegree大连工业大学2009届本科生毕业设计（论文）III目录第一章文献综述……………………………………………………………11.1纸张成分和老化现象………………………………………………………11.1.1纸张成分…………………………………………………………………11.1.2纸张老化现象……………………………………………………………21.2纸张的性能及老化的原因…………………………………………………21.2.1纸张的性能………………………………………………………………21.2.2纸张内部成分及其变化…………………………………………………31.2.2.1纸张中纤维素…………………………………………………………31.2.2.2纸张中的半纤维素……………………………………………………41.2.2.3纸张中的木素…………………………………………………………41.2.3外部因素对纸张老化的影响……………………………………………51.3纸张耐久性…………………………………………………………………51.4研究的内容和特点…………………………………………………………7第二章实验材料与方法……………………………………………………82.1实验试剂……………………………………………………………………82.2实验仪器……………………………………………………………………92.3样品及其预处理……………………………………………………………92.3.1纸张样品…………………………………………………………………92.3.2纸张样品的预处理………………………………………………………102.3.3纸样的水分含量测定……………………………………………………102.4实验方法……………………………………………………………………112.4.1DNS法对纸张酶解液中还原糖的测定…………………………………112.4.1.1溶液的制备……………………………………………………………112.4.1.2葡萄糖标准曲线的绘制………………………………………………112.4.1.3纤维素酶的活性测定…………………………………………………122.4.1.4纤维素酶反应的部分条件的确定……………………………………132.4.1.5纤维素酶反应的时间的测定…………………………………………132.4.1.6纤维素酶浓度与底物的比例关系……………………………………132.4.1.7纸张酶解液中还原糖的测定…………………………………………14大连工业大学2009届本科生毕业设计（论文）IV2.4.2纸张粘度的测定…………………………………………………………142.4.2.1铜乙二胺溶液的配制…………………………………………………142.4.2.2铜乙二胺溶液的测定要求……………………………………………162.4.2.3粘度的测定……………………………………………………………172.4.3纸张白度的测定…………………………………………………………18第三章结果与讨论…………………………………………………………193.1纸张酶解液中还原糖的测定………………………………………………193.1.1纤维素酶的活性测定……………………………………………………203.1.2纤维素酶反应时间的测定………………………………………………203.1.3纤维素酶浓度与底物的比例关系………………………………………213.1.4纸张酶解液中还原糖的测定……………………………………………223.1.4.1含墨纸张与不含墨纸张的酶解液中还原糖比较……………………233.1.4.275g双面铜版纸的纤维素酶水解及分析……………………………233.1.4.350g书写纸的纤维素酶水解及分析…………………………………253.2纸张粘度的测定……………………………………………………………263.2.1铜乙二胺溶液的标定……………………………………………………263.2.2纸张粘度的测定…………………………………………………………273.2.2.1含墨纸张与不含墨纸张的聚合度比较………………………………273.2.2.275g双面铜版纸的聚合度测定及分析………………………………283.2.2.350g书写纸的聚合度测定及分析……………………………………293.3纸张白度的测定……………………………………………………………313.3.175g铜版纸的白度测定及分析…………………………………………313.3.250g书写纸的白度测定及分析…………………………………………32第四章结论…………………………………………………………………33参考文献……………………………………………………………………….34致谢………………………………………………………………………………35大连工业大学2009届本科生毕业设计（论文）1第一章文献综述1.1纸张成分和老化现象1.1.1纸张成分纸张由植物纤维、填料、胶料、色料等组成。植物纤维是纸张的基本组成部分，作为造纸原料的植物纤维必须具备在制浆时易于离解，植物纤维中的纤维素含量高，木质素含量少；合乎要求的强度、长度和宽度；具有足够的弹性与交织能力；来源丰富和成本低廉，适应大量生产等条件。我国常用的造纸植物纤维有：稻草、麦草、芦苇、竹、木材、麻类、棉花等，废棉、废布、废麻、废纸等也是造纸的主要原材料。在制造纸浆的过程中，将植物纤维经理加工处理，去掉植物纤维中含有的木质素、果胶、树脂、脂肪等其他成分，仅保留纤维素和半纤维索等有效成分。纸张的性质，在一定条件下取决于所选用的植物纤维的物理化学性能，以及制浆方法[1]。相互交织的纤维构成的纸，有许多空隙，必须添加填料填塞，增加柔韧性，减少纸的透明度和伸缩性，使表面均匀，适应使用的要求。常用的填料有高岭土、滑石粉、石膏粉、碳酸和硫酸钡等，一般印刷用纸选用滑石粉，高级印刷用纸采用高岭土和硫酸钡。填料的用量，一般占20%左右，填料过多会影响纸张质量，降低抗张力和韧性，阻碍油墨的吸收，印刷时容易掉粉。加入胶料是为了填塞纸张表面的间隙，减少纸张中的毛细管作用，提高纸张的抗水性，施胶后还能起到改善纸张的光泽、强度和防止纸面起毛等作用。常用的胶料有松香、硫酸铝，明矾、淀粉、水玻璃、干酪酸等。根据各种纸张的使用要求不同，有各种施胶方法，有纸内施胶、表面施胶、重施胶和轻施胶等[2]。施胶量相差很大，从占浆料重量的0.25～9%不等，施胶过量也会影响纸张的吸墨性能。大连工业大学2009届本科生毕业设计（论文）2植物纤维有一定的颜色，经漂白后仍不纯白，而是略带一些浅黄或浅绿色，不能满足造白纸的要求，因此要加入色料进行调色与增白处理。造白纸