[发明专利]一种利用高压静电纺丝覆膜进行封护加固的纸张保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用高压静电场纺丝覆膜技术对脆弱纸张，尤其是古籍纸张进行加固封护的方法。

背景技术

作为一种天然的有机材料，纸张在环境因素影响下很容易发生酸化、老化、碎裂，这主要是由于纸张的化学成分发生了不可逆的化学变化，从而使纸张性能大幅度下降，即：纸质中的纤维素、半纤维素和木质素在酸、光照、水分、温度、霉菌和空气中有害物质的因素下发生化学变化的过程。目前国内已经有技术对脆弱老化纸张进行大面积的脱酸和修复，然而，脱酸修复后的纸张如果没有很好的加固封护保存，很容易在螨、粉尘、霉菌等外界污染物的影响下二次酸化或老化，这同样会对纸张造成严重的损害。

目前对纸张进行加固封护的方法主要有丝网加固，热压加膜，真空加膜和树脂加固。但是，丝网加固会对文字造成一定的遮蔽，而且丝网自身易老化，反而会对纸张造成损害；热压加膜是在纸张表面加固一层制备好的塑料膜，这种方法对纸张的质感、外观都有较大的改变；真空加膜法是在真空条件下向放置纸张的容器中通入有机物，使有机物渗入纸张形成保护膜起到加固保护的作用，但是由于设备成本的限制，这种方法无法大规模推广使用；树脂加固是将一定浓度的树脂溶液涂覆在纸张表面对纸张进行加固，由于树脂的浸润性较差，不能很好的渗入纸质纤维内部，溶液在纸质文物表面和内部造成浓度梯度，反而会加速纸张的老化。因此，研究新型、高效、实用的纸质文物加固封护保护技术是当务之急。

高压静电纺丝是一种常见的连续、快速、大面积制备纤维薄膜的方法。使用该方法制备出的纤维直径在微米和纳米之间，制备出的薄膜具有较大的比表面积，合适的孔径以及孔隙率。这样的特性使其在过滤膜、组织工程、超敏感传感器等方面具有广泛的应用。但是目前还没有任何涉及到纸张材料保护方面的应用报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种利用高压静电纺丝覆膜进行封护加固的纸张保护方法。本发明使用一定浓度的高聚物溶液在适宜的高压静电场作用下，产生聚合物的微小射流，运行一定距离后在纸张表面固化附着，生成微纳米纤维薄膜。这些纸张表面的高聚物纤维覆膜可以有效地抵抗外界水汽、粉尘、细菌以及害虫对纸张的侵蚀（同时保持空气流通），并且可以在受到外界应力时通过应变作用减小纸张受到的外力，从而增强纸张的抗张强度等机械性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种利用高压静电纺丝覆膜进行封护加固的纸张保护方法，该方法包括以下步骤：

（1）配置质量体积浓度为0.05-0.2g/mL的高聚物溶液，并置于纺丝覆膜装置的微量进样器中；所述高聚物溶液由每毫升氮氮二甲基甲酰胺（DMF）中加入0.05-0.2g聚偏氟乙烯（PVDF）得到，或者由每毫升乙醇中加入0.05-0.2g聚乙烯吡咯烷酮（PVP）得到，或者由每毫升蒸馏水中加入0.05-0.2g聚乙烯醇（PVA）或聚环氧乙烷（PEO）得到，或者由每毫升乙酸乙酯中加入0.05-0.2g聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）得到，或者由每毫升由二氯甲烷（DC）和三氟乙酸（TFA）按体积比7:3混合的溶液中加入0.02-0.1g壳聚糖（CS）得到；或者由上述溶液中的任意两种或以上按任意比例混合得到。

（2）将需要加固的纸张放在微量进样器1的纺丝口下端的接收台上，调节高聚物溶液的进样速度为0.5-2.0ml/h。高压电源正极连接在微量进样器下端，负极连接在接收台上。开启电源，调节电压为15-25kV，在纸张上开始纺织高聚物丝网膜。

（3）高聚物丝网膜的厚度达到50-500                                                ，取出纸张，放置在通风处，待剩余溶剂挥发掉即可。

本发明的有益效果是：

1.本发明所采用的方法简便易行，设备简单，常温常压下即可操作。

2.本发明所使用的加固材料简便易得，对环境无污染，对纸张外观无影响。

3.本发明加固纸张在十分钟内即可完成，工作效率高。

4.本发明所制备的高聚物微纳米丝网膜厚度及孔隙率、孔隙大小可控，加固后可以有效隔绝外界污染物如水，灰尘，霉菌，昆虫对纸张造成的损害，并且纤维的网状结构可以使空气分子自由出入，维持纸张良好的保存状态。

5.经本发明加固后的纸张外观无明显变化，抗张强度和伸长率都有较大地提高。

附图说明

图1是高压静电纺丝装置。

图中，微量进样器1、高压电源2、接收台3、正极4、负极5。

图2是高聚物溶液电场纺丝微观形貌照片。

具体实施方式