纸通常由木材制成,天然木材的主要成分是纤维素和木质素。
但是木质素和部分纤维素容易氧化 mdash mdash它们会吸收额外的氧分子,导致原有分子结构的改变,尤其是破坏木质素中的屈服分子单元 抓紧了 在一起,形成一种叫做 发色团 的分子区域。
木质素被氧化后,我们会看到黄色或棕色。
纸张广泛应用于书籍、杂志、字画、股票、邮票、纸币、合同、条约等。它是记录和传播文化的重要载体之一,与人们的生活息息相关。
然而,当你翻看几年前用过的书时,你会惊讶地发现,书里的纸张全都变黄了,有的甚至变成了 抵挡不住风 ,翻几下就碎了。这是什么原因造成的?
成品纸到达用户手中时,要经过蒸煮、漂白、脱氯、增白、复印、入库、运输、店面陈列等过程。
纸的原料是木材,木材中含有一定比例的木质素。
木质素由苯丙烷结构单元组成。在漂白过程中,尽管木质素由于氧化和水解而变成无色的烷基酚状态,但它仍然保留在纤维中。这些烷基酚通过氧化如阳光照射变成醌结构,可以吸收可见光,呈现从黄色到棕色的色调。
当然,纸张的发黄也与光线的照射密切相关,纸张在阳光下暴晒发黄的速度会加快。
空气体中的某些物质在紫外线的照射下会产生强氧化剂,从而氧化降解纤维素、半纤维素和木质素,使纸张老化。
此外,紫外线还能直接引起C-C键和C-O键的断裂,从而降低纤维素、半纤维素和木质素的聚合度。【/br/】同时,光线中的红外线会加热纸张,使纸张温度升高,内部反应速度加快,纸张变黄、变脆、边缘退化等现象加快。
纸张发黄变脆,非常不利于书籍和重要文献的保存。
研究表明,为了抑制纸张变黄,必须首先在造纸过程中去除木质素。
其实只要在木材粉碎的时候加入一些化学物质,就可以去除木质素,从而制造出不易泛黄的纸张。
但是用这种方法造纸浪费了四分之一的木材。
此外,研究人员还比较了各种防止纸张发黄的方法,发现一种叫做聚乙二醇的物质对抑制发黄非常有效。
涂有聚乙二醇的报纸即使长时间光照也不会变黄。
将未印刷的厚新闻纸涂上不同量的聚乙二醇,然后用超强人造光照射,一小时的曝光量相当于两天的阳光直射。结果表明,聚乙二醇包覆越多,黄变程度越低。
纸张发黄的原因很复杂。考虑到纸张的原料成分及其周围环境的影响,收藏的书报应存放在干燥避光的地方。