ПРО+Не используйте методические пособия в качестве самоучителя. Вам в помощь на сайте представлены эксперты и мастера реставраторы. Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на нашем форуме.
 
Галушкин А.А.

Бумага книг и документов, хранящихся в фондах музеев, библиотек и архивов, с течением времени претерпевает постепенное изменение химического состава, следствием чего является изменение ее цвета и механической прочности. Указанные процессы и механизм их протекания подробно были описаны в предыдущих разделах главы. Теперь же рассмотрим действие на бумагу основных внешних факторов ее старения — температуры, влажности и загрязнения воздуха, т. е. их влияние на изменение скорости протекания гидролитических и окислительных процессов деструкции целлюлозы.

2.3.1. Температура

Как известно, все химические превращения, происходящие в целлюлозосодержащих материалах, при увеличении температуры их хранения заметно активизируются, и скорость старения бумаги возрастает. Причем, скорость протекания деструктивных процессов (главным образом, окислительных) растет с увеличением температуры, подчиняясь уравнению Аррениуса.

К = XkT/hexpΔQ/RT

К = X кТ/hexp (ΔQ/RT),

где

К — константа скорости окислительной деструкции;

R, k, h— постоянные газовая, Больцмана и Планка соответственно;

X— трансмиссионный коэффициент, равный единице;

ΔQ — изменение энергии активизации процесса деструкции.

Для видов бумаги, различающихся по составу волокнистых полуфабрикатов, наполнителей, проклеивающих и других веществ, величина К может варьироваться от 2,5 до 3. Это значит, что с увеличением температуры, воздействующей на бумагу, на каждые 10 °С скорость протекания реакций деструкции возрастает в К раз. Температура является основным фактором ускорения химических процессов. Поэтому термостарение стало наиболее распространенным методом изучения долговечности бумаги и целлюлозы, хотя данный метод не в полной мере воспроизводит все физико-химические превращения, происходящие в бумаге при ее естественном хранении.

2.3.2. Влажность

Бумага, как и любые другие целлюлозосодержащие материалы, обладает гигроскопичностью, т. е. способностью поглощать и удерживать водяные пары из окружающей атмосферы. Поглощение воды протекает до тех пор, пока не достигается равновесие, или состояние, при котором содержание воды в материале при данных атмосферных условиях перестает меняться. Колебания влажности бумаги в интервале температур хранения от + 5 до + 40 °С изменяют ее свойства в значительно большей степени, чем изменение температурного режима в указанных пределах. Влага оказывает влияние на реакционную способность целлюлозных волокон. Проникая через субмикроскопические каналы в волокна, молекулы воды разрыхляют структуру целлюлозы и делают волокна более активными и доступными для контакта с ними деструктирующих реагентов. Увеличение содержания в волокнах воды приводит к ускорению процессов гидролитической деструкции целлюлозы, которые при умеренных температурах (+20 — +50 °С) являются главенствующими. Причем, при совместном действии окислительных и гидролитических реакций наблюдается эффект синергизма, когда скорость деструкции целлюлозы становится выше ожидаемой от их суммарного воздействия. Влияние отрицательных температур на изменение физических свойств бумаги можно рассматривать лишь в тесном контакте с ее влагосодержанием ввиду своеобразного поведения в этих условиях системы «целлюлоза — вода». Поскольку процесс замерзания воды сопровождается ее объемным расширением, следствием этого является разрыхление микроструктуры волокон. Такие волокна после размораживания имеют большую внутреннюю поверхность, что увеличивает их реакционную способность. Одновременно наблюдаются процессы механодеструкции целлюлозы образующимися микрокристаллами льда. При этом ослабляются межволоконные связи, падает механическая прочность листа, иногда снижается и средняя степень полимеризации целлюлозы. Многократные замораживания вызывают дальнейшее изменение надмолекулярной структуры волокон, но с каждым последующим замораживанием эти изменения становятся менее заметными.

2.3.3. Загрязняющие примеси в воздухе

К внешним факторам, влияющим на долговечность бумаги при ее хранении, можно отнести химическое или же каталитическое воздействие некоторых газовых и твердых диспергированных в воздухе примесей. В больших городах с высокой загазованностью воздуха наблюдается повышенное содержание в атмосфере сернистого газа, фосфорного ангидрида, паров соляной кислоты, окислов хлора (различной степени окисления), азотсодержащих газообразных соединений и др. Как правило, это или сильные окислители, или ангидриды кислот, которые, сорбируясь волокнами бумаги, ведут к ускорению процессов окислительной и гидролитической деструкции целлюлозы. В данном случае наибольшая потеря прочности, связанная с деструктирующими воздействиями газообразных примесей, наблюдается, главным образом, на краях листа, т. е. в наиболее удобных для доступа атмосферного воздуха местах книги. Когда количество таких примесей достаточно ощутимо, скорость старения бумаги может увеличиться в десятки раз по сравнению со скоростью разрушения бумаги, находящейся в чистой атмосфере. Так, имеются сведения, что воздействие на бумагу сернистого газа в течение 240 часов при концентрации его от 0,000002 до 0,000009 части по массе на 1 часть воздуха влечет за собой потерю до 40% механической прочности бумаги. Способствует ускорению окислительных процессов в бумаге и повышенное содержание в атмосфере воздуха кислорода, озона, углекислого газа. Известно, что соли некоторых металлических ионов, особенно меди, марганца, никеля, кобальта и железа каталитически воздействуют на процессы окисления целлюлозы, что ускоряет старение бумаги. Сильная запыленность воздуха, наличие в нем микроскопических частиц указанных солей, приводит к дополнительной потере долговечности ценных рукописей, книг, архивных и других документов.

2.3.4. Свет

Разложение красителей и органических веществ, составляющих материальную основу документа, является одним из самых пагубных последствий взаимодействия света с веществом. При поглощении света молекула вещества переходит в возбужденное состояние, в котором обладает большей реакционной способностью, чем в основном, и может взаимодействовать с другими молекулами: с волокном, кислородом, водой, либо распадаться из-за разрыва связей на меньшие молекулы. Устойчивость к свету, стабильность и скорость выцветания красителей связаны с относительной реакционной способностью молекул в возбужденном состоянии. Реакции, протекающие в веществе под действием света, называются фотохимическими. Фотохимические реакции вызывает только фактически поглощенный свет. Наибольшее фотохимическое воздействие оказывает электромагнитное излучение в ультрафиолетовой и видимой области (700-200 нм). Солнечное излучение с длиной волны менее 270 нм практически не достигает поверхности Земли из-за поглощения озоном и водой в атмосфере. Большинство других источников света также не дают более коротковолнового излучения, так как обычно заключены в стеклянную оболочку, непрозрачную для этой области. Энергия излучения с длиной волн 300-700 нм, обычно воздействующего на объекты, недостаточна для разрыва ковалентных связей в молекуле органического вещества. Однако поглощение кванта света молекулой повышает ее энергетический уровень и реакционную способность. Наибольшей энергией обладают кванты ультрафиолетового излучения, чем и объясняется его опасность для документов и других объектов постоянного хранения. Наиболее распространенным видом разрушения органических веществ под действием света (фотодеградация) является фотоокисление. Бумага, изготовленная из целлюлозных волокон, многие красители, например, индиго, разлагаются путем фотоокисления. Молекулы красителя в возбужденном состоянии могут реагировать непосредственно с волокном, отдающим протон, при лом краситель восстанавливается, теряя окраску, а волокно окисляется, а также с кислородом воздуха с образованием свободных радикалов, участвующих в целой цепочке превращений, результатом которых будет образование карбоксильных групп в красителе или волокне. В полимерных молекулах фотоокисленис может сопровождаться разрывом связей в макромолекуле (деполимеризации) и образованием новых поперечных связей между фрагментами. Изменение химической природы красителя приводит к нарушению связи краситель-волокно, обесцвечиванию красителя и пожелтению волокна. Устойчивые к действию света красители могут деградировать благодаря так называемому фоточувствлению или субстратной активации. При этом волокно, а не краситель, поглощает свет и переходит в активированное состояние. В таких процессах оно выступает донором протонов и окисляется, а краситель восстанавливается. Обесцвечивание красителей, входящих в состав чернил и других средств письма, является нежелательной формой фотодеградации и требует срочного вмешательства, но часто оно не представляет такой опасности, как фотодеградация основы документа — бумаги или пергамена. Разрушению бумаги, как следует из изложенного ранее, способствуют красители, связанные с волокном. Важная роль в фотодеградации бумаги принадлежит кислороду воздуха, а также парам воды. По мере окисления целлюлозного волокна возрастает его кислотность, что в свою очередь ускоряет фотоокисление. Устойчивость бумаги к действию света зависит от вида и происхождения волокон и степени их полимеризации. Как показали исследования, проведенные ЛКРД, по этому показателю бумаги можно расположить в ряд хлопковая > льняная > сульфатная > сульфитная. Химические и связанные с ними прочностные изменения протекают наиболее интенсивно в первый период облучения. Со временем скорость фотодеградации уменьшается.

В начальный период наблюдается пожелтение бумаги, изготовленной из более долговечных волокон. Бумага, содержащая древесную массу, желтеет необратимо. Наличие канифольной проклейки, поглощающей коротковолновое излучение, ускоряет фотодеструкцию бумаги. Восстановление бумаги, поврежденной в результате воздействия электромагнитного излучения, является трудной задачей. Основным способом устранения желтизны служат различные виды отбелки с применением ряда окислителей (сульфит натрия, перекись водорода, перманганат калия). Под их воздействием окрашенные хромофорные группы превращаются в бесцветные карбоксильные. Боргидрид натрия, напротив, обладает сильным восстановительным действием и переводит карбонильные группы в спиртовые, также бесцветные. Световое излучение вызывает длительную активацию бумажных волокон. Подвергшаяся облучению бумага продолжает реагировать с кислородом воздуха и влагой более активно и разрушается с большей скоростью. Для предотвращения разрушения облученную бумагу нужно хранить в инертной атмосфере.

Инфракрасное излучение, хотя и низкоэнергетическое, способно вызывать значительное повреждение бумаги, кожи, пергамена и других материалов. Из-за теплового нагрева материалы теряют влагу, коробятся, растрескиваются, шелушатся. Таким образом, под воздействием света значительно ускоряется старение документов, книг и других исторических материалов. В архиво- и книгохранилищах принято так называемое темновое хранение материалов, которое позволяет устранить вредное воздействие света. Для действительно ценных объектов необходимо использовать чрезвычайные меры защиты. Так, текст Декларации независимости Соединенных Штатов Америки защищен желтым светофильтром и помещен в герметичный футляр, заполненный жидким гелием. При экспонировании ценных памятников письменности на выставках нужно избегать попадания на них прямого солнечного света, и по возможности устранить освещение через окна.

Уровень освещенности в 200-50 люкс рекомендован в настоящее время ведущими международными организациями и принят Министерством культуры РФ. При определении допустимого времени пребывания документа на выставках необходимо учитывать, что определяющее значение имеет величина экспозиции, определяемая как произведение освещенности на время экспонирования. В таблице 4 приведены соответствующие значения для различных видов документов. Освещенность при реставрационных работах, техническом обследовании и фотографировании может существенно превышать рекомендуемые уровни 250 люкс -разумный верхний предел для этих относительно кopoтких периодов экспонирования.

Таблица 4

Типы материалов Максимум освещенности (люкс)
Экспозиция (люкс. час/год)
Особо чувствительные: Бумага - акварели, эстампы, рисунки, гуаши, рукописи, миниатюры.
Текстиль - шелк, шерсть, гобелены ручной работы, обои
50 50 000
Пример.
50 лк 8 час 125 дней
Или
50 лк 4 час 250 дней
Окрашенная кожа Умеренно чувствительные: Картины маслом и темперой, слоновая кость, пергамент, неокрашенная кожа, рог. Восточные лакированные изделия 200 480000
Пример.
200 лк 8 час 300 дней
Первоисточник: 
Труды Лаборатории консервации и реставрации документов Санкт-Петербургского филиала Архива РАН. Выпуск I. Хранение и реставрация документов: методические рекомендации. Под ред. К. И. Андреевой и Н. П. Копаневой. СПб., 2008
 
 
 
 
Ошибка в тексте? Выдели ее мышкой и нажми   Ctrl  +   Enter  .

Стоит ли самостоятельно реставрировать непрофессионалу? (2017)


  1. Технические операции требуют профессиональных навыков.

  2. Представить ход работы - это одно, а сделать - совсем другое.

  3. Не каждому памятнику пригодны стандартные методики реставрации и хранения.

  4. Некоторые методики устарели из-за выявленных деструктивных последствий.

  5. Неверно подобранные материалы сразу или в будущем нанесут вред памятнику.

  6. Если возвращаете памятнику утраченную красоту, то сохраняете ли его подлинность?

________________

В этих и во многих других вопросах разбирается только квалифицированный специалист!
  • Вам в помощь на сайте представлены эксперты и мастера реставраторы.
  • Спрашивайте, интересуйтесь, задавайте вопросы на нашем форуме.
  • Обучайтесь под непосредственным руководством опытного наставника.

 

Что Вы считаете ГЛАВНЫМ в процессе реставрации? (2017)


Есть ли у вас друзья реставраторы? (2017)


Есть ли у вас друзья реставраторы?
Система Orphus

Если вы обнаружили опечатку или ошибку, отсутствие текста, неработающую ссылку или изображение, пожалуйста, выделите ошибку мышью и нажмите Ctrl+Enter. Сообщение об ошибке будет отправлено администратору сайта.

ЕЖЕГОДНЫЙ КОНКУРС ЛУЧШИХ РАБОТ ВЕРНИСАЖА И ВЕБ-ПОРТФОЛИО

БИБЛИОТЕКА РЕСТАВРАТОРА

RSS Последние статьи в библиотеке реставратора.