[发明专利]一种基于细菌纤维素的纸张脱酸增强修复液的制备方法与应用

说明书

一种基于细菌纤维素的纸张脱酸增强修复液的制备方法与应用。本发明的脱酸增强修复液由0.1‑1.0 wt%的细菌纤维素或其衍生物，8.0‑22.0 wt%的碱及77.0‑91.9 wt%的水溶液组成。该方法将细菌纤维素在碱溶液中溶解成细菌纤维素溶液，通过喷涂法、浸渍法、涂布法或超声雾化等多种方法将细菌纤维素负载到纸张上，对纸张进行脱酸增强处理，提高纸张的力学强度以及耐久性。所述细菌纤维素是由细菌微生物分泌合成的纤维素或改性细菌纤维素。细菌纤维素溶液是由无机碱或有机碱体系溶解细菌纤维素所得到的溶液。本发明的基于细菌纤维素的纸张脱酸增强修复液及对纸张的处理方法实现了对古籍纸张脱酸、增强一体化进程。

技术领域

本发明涉及古籍保护技术领域，具体涉及一种细菌纤维素纸张增强剂的制备方法与应用。

背景技术

古籍是全球历史、文化和物质文明发展进步的重要记载载体，是十分重要的文物，在各大图书馆、博物馆中储量众多。然而，古籍纸张饱受氧化、酸化、老化等问题。纸是以纤维素为基础的载体结构，含有少量的半纤维素和木质素。随着时间的流逝，半纤维素和木质素被氧化、水解形成酸性物质，造成纸张中纤维素水解，使纤维素聚合度降低。再加上制浆造纸的酸性工艺条件，酸性明矾、酸性松香，以及矾水胶料等添加剂，大都呈酸性，更加剧了纸张的酸化。此外，纸张在储存过程中，易受到有害气体和霉菌的侵蚀，这也是造成纸张酸化、强度下降的原因之一。因此，亟需对古籍进行保护与修复。传统的纸张脱酸增强方法或多或少存在一些问题，如工艺复杂,处理周期长，处理效果不佳等，且大多数研究侧重于对古籍纸张的脱酸，对其力学性能的增强领域涉及较少。因此，制备一种脱酸增强一体化的纸张修复液，提高对纸张的保护效果，显得至关重要。

细菌纤维素是由微生物在体外合成的特殊的纤维素材料，是一种多孔性网状纳米级高分子聚合物。其微观结构由宽度小于100 nm的超细纤维素纳米微纤丝交织组成，具有大的比表面积、高的弹性模量和抗张强度。细菌纤维素与植物纤维素的化学结构相同，均具有丰富的羟基结构，因此细菌纤维素与植物纤维具有很强的结合能力，适宜用于纸张的增强。Santos 等人直接在纸张上培养细菌纤维素，利用细菌在纸张表面分泌合成细菌纤维素，来增强纸张性能。但该方法操作困难，且培养细菌的条件过于苛刻，细菌纤维素生长周期较长，所加的糖源也会对纸张造成污染和破坏，难以推广实施。（Paper reinforcing byin situ growth of bacterial cellulose. Journal of Materials Science, 2017, 52(10):5882-5893.Journal of Materials Science, 2017, 52(10):5882-5893）。云南大学的张志惠对细菌纤维素进行打浆，在pH为7的条件下将其涂布于古籍纸张上。修复后纸张的力学强度有了一定的提高。该方法虽然操作简单，但细菌纤维素只涂布在纸张表面，难以渗透至纤维内部，故经过修复的纸张性能下降依旧明显（细菌纤维素在纸质档案修复中的应用研究[D]. 云南大学, 2015）。

在适宜的条件下，细菌纤维素可在碱性溶剂中溶解，形成透明且均一稳定的溶液。纤维素具有较强的亲水性，在细菌纤维素溶液中，纤维之间结合的氢键，充分对细菌纤维素以及碱性溶液进行吸收，并进入纤维内部。可以实现古籍纸张的脱酸以及增强，能够有效的保护和修复古籍纸张。

发明内容

为改善古籍纸张的酸性环境，提高其力学性能、稳定性和耐久性，本发明的目的在于提供了一种细菌纤维素纸张修复液的制备方法与应用。本发明将细菌纤维素在碱溶液中溶解，利用细菌纤维素的纳米网状多孔结构和表面丰富的羟基基团，结合纸张的多孔结构，使细菌纤维素有效渗透进入古籍纸张中，增加纸张强度，提高其在使用过程中的稳定性和耐久性，在古籍纸张的脱酸增强领域具有应用价值。

本发明的目的通过以下技术方案实现。

一种基于细菌纤维素的纸张脱酸增强修复液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将古籍纸张表面的杂质进行清理，并经过恒温恒湿处理；