纸质档案去酸技术的发展与对比研究

文·陈卓

档案的纸质载体保存是档案保护技术关注的一个重点领域。国内外研究者一般引用1957年美国科学家威廉·詹姆斯·巴罗对20世纪上半叶每10年出版的文献纸张老化程度的研究结论，指出造成纸张老化的主要因素是纸张中所含的酸。为破解这一问题，国内外研究产生了一系列纸质档案去酸技术。经过现代去酸技术近百年的发展，去酸技术已经形成了气相去酸和液相去酸两种去酸方式，二者又可进一步细分为气体去酸法和蒸汽去酸法，以及水溶液去酸法和非水溶液去酸法。

一、气体去酸法

气体去酸即直接使用碱性气体进行去酸。常见方法有氨气去酸法、碳酸环已胺法（VPD）、二乙基锌法（DEZ）。

（一）氨气去酸法

上世纪30年代，美国科学家巴罗就已尝试使用氨气来脱酸，但由于密闭环境少于18小时去酸效果很不明显，常温环境下54天后失去效果，再加上氨气为刺激性气体，而逐渐被放弃。因为该去酸方法无论生产设备还是去酸药剂在价格上均较为低廉，且氨气有一定的杀虫灭菌效果，因此引入我国后目前仍有档案馆在使用。

（二）碳酸环已胺法（VPD）

该方法因使用碳酸环已胺作为去酸剂。碳酸环已胺本身具有酸性，本不能去酸，但在其挥发时，气体主要成分转化成碱性试剂——环已胺后，便拥有了去酸作用。由于环已胺具有较强的渗透性，因此在批量去酸时能够发挥较好作用。与氨气去酸法相比，该方法能较长时间让去酸后的档案保持去酸效果，但由于其去酸原理是通过分离出游离氨起作用，且环已胺具有毒性，因此该方法在国内外没有得到广泛应用。

（三）二乙基锌法（DEZ）

该方法由美国国会图书馆的凯利和威廉姆斯在19世纪80年代建立，二乙基锌的分子粒径很小，很容易渗入纸张纤维内并与纤维结合，易于处理大批量图书、档案去酸，去酸后碱保留量较高且不受纸张种类与装订材料的限制，去酸后纸张耐折度也有所提高，可以延缓老化，是一种被广泛认可的去酸方法。但是由于二乙基锌的化学性质在空气中很不稳定，容易与水反应，有燃烧和爆炸的危险性。该方法在美国国会图书馆及一些大学的图书馆有着较广泛的应用，曾在上世纪90年代引入我国，由于安全环境要求过高等问题，没有推广开。

二、蒸汽去酸法

主要包括吗啉法、氨气-环氧乙烷法和环氧乙烷-氩气法。

（一）吗啉法

该方法使用吗啉蒸汽和水蒸气混合物作为去酸剂。利用这种混合蒸汽易于穿透纸张纤维，且因纤维素具有很强的吸收力能保留吗琳的性质，达到对整本档案批量去酸的效果。吗啉法具备费用低、效率高、抗老化等优点，但由于在去酸过程中会造成皮质封面变黑和木浆纸张变黄等问题，因此仅在美国弗吉尼亚州立大学图书馆得到了应用。我国学者对这一方法虽有较多研究，但并未见实际使用情况。

（二）氨气-环氧乙烷法和环氧乙烷-氩气法

以上两种方法的去酸原理相同，差别主要在辅助成分方面。

此类方法使用了酯化反应而非常见的酸碱反应原理作为去酸的基本机理。环氧乙烷在去酸设备中生成乙二醇，乙二醇进而与纸张纤维中的酸发生反应，生成中性的长链胺，以此达到去酸效果。同时，环氧乙烷是一种常见的消毒剂，在去酸的同时还能达到杀虫灭菌的效果。氨气-环氧乙烷法由美国科学家纽·杰瑟发明，环氧乙烷-氩气法由我国陕西师范大学学者独立研究提出，由于该类方法突出破了常见的酸碱反应机理，因此目前仍有一定的争议。

三、水溶液去酸法

水溶液去酸法是指使用水作为载体配置去酸液。从全世界范围来看，水溶液去酸法最早诞生于1936年，是问世最早的现代去酸技术。现有最常见的水溶液去酸法是使用碳酸氢镁溶液去酸法。该方法能使碳酸氢镁药剂渗透到纸张纤维内部，去酸效果较好，去酸后纸张残留的碱性物质可进一步防止纸张酸化，碳酸氢镁溶液易获取、价格低廉、操作简单、应用方便，但是去酸过程中纸张会受潮，不能用于水溶性字迹档案，只能单页去酸，去酸效率低。该方法由南京博物院2008年左右引入我国并得到使用。

四、非水溶液去酸法

非水溶液去酸法是指使用水以外的液态化学物质作为去酸剂，是近年来去酸技术研究发展的重点方向。这里重点介绍韦陀（Wei T’o）法和Bookkeeper法两种较为成熟的方法。

（一）韦陀（Wei T’o）法

韦陀（Wei T’o）法是一种用于档案、书籍等纸质材料去酸的方法，由芝加哥大学图书馆的理查德·史密斯于1972年发明，1982年以来获得多项专利。该方法创造性地使用了无水溶液脱酸法，避免了纸张纤维在脱酸过程中因接触水而产生变型或粘连，是第一个批量脱酸系统，于1981年开始在加拿大公共图书馆和法国国家图书馆投入应用，是目前被公认的可规模化处理的方法之一。

韦陀法在设计之初是为了解决大规模整本档案、图书批量去酸的问题。它采用以下工艺流程去酸：纸质载体批量进入高压干燥装置，经过36小时的干燥把水分排干，在引入去酸剂，使压力增加到6.89KPa后开始去酸处理，几分钟后即可减压，将纸质载体放在常温常压下晾干即可。去酸剂最早由质量分数为5%甲氧基碳酸镁、5%甲醇和90%氟利昂组成的溶液，后由美国国会图书馆的乔治·凯利改进成质量分数为5%甲氧基甲基碳酸镁、10%甲醇和85%氟利昂。由于这一配方使用的溶剂具有毒性，因此对设备的要求较高，使用起来具有一定的局限性。因此，韦陀法去酸剂又被进一步改进为无毒配方，即质量分数为88%异戊烷、10%异丙醇、2%异丙基或乙基碳酸镁（韦陀产品代号115）。由于大规模去酸需要反复向去酸装置中加入去酸剂，装置中会有残留的去酸剂及其遇到空气后氧化、分解生成的各种杂质。因此，去酸装置在长期使用后需使用清洁剂对喷雾系统进行清洗。常用清洗剂的成分是质量分数为95%的一氟二氯乙烷和5%的酒精混合溶液。

由于小型档案馆或图书馆馆藏数量有限，去酸需求有限，而上述大规模去酸的韦陀法所需场地、设备规模较大，投资成本较高，故不利于在小型档案馆或图书馆推广。为此，韦陀法又推出了适用于小规模去酸的喷雾方法。该方法使用密闭式气雾剂耐压罐方式，即将去酸剂在高压环境下制成气溶胶封装到带有阀门的耐压罐中，去酸时使用耐压罐向纸张喷雾即可。这一方法适用于单页纸张去酸，需将档案或图书拆散后主张铺平方可进行去酸操作。该方式的去酸剂是质量分数为85%异戊烷、8%异丙醇、5%1,1二氟乙烷、2%异丙基或乙基碳酸镁的混合有机溶液，其中1,1二氟乙烷是作为气溶胶分散剂使用（韦陀产品代号111）。

韦陀法作为目前世界上较成熟并长期实际使用的去酸方法，其发展方向受到了档案保护技术研究者较多的关注。近年来，韦陀法在去酸剂方面又有了进一步改进，去酸剂中的关键去酸配方由醇镁类化合物开始向氧化锌转变，不过目前尚未有成熟的新产品问世。

我国在上世纪80年代末已有学者对这一方法进行了关注，但将其引入档案去酸实践的情况较为少见。

（二）Bookkeeper法

Bookkeeper法是美国科波思公司研制成功的一种碱性悬浮液去酸法。该方法使用纳米级氧化镁微粒为去酸剂，使用全氟庚烷等氟烃类有机液体作为悬浮剂。去酸时使用此种去酸悬浮液浸泡纸张，完成去酸处理。由于全氟庚烷极易挥发，且不与纸张纤维发生任何反应，因此在去酸的同时不会对纸张本身造成不良影响。该方法于2016年被引入我国，山东省档案馆率先开展了这一方法的应用研究，该方法的去酸效果在2017～2021年间得到了中国人民大学、武汉大学等多位学者的研究肯定，目前已在国内得到推广应用。