Нейтрализация бумаги
Поиски способов нейтрализации бумаги начались в прошлом веке и продолжаются до настоящего времени. Наиболее производительный способ массовой нейтрализации книг, предложенный Д.Смитом, испытывается в Национальной библиотеке Канады. Нейтрализацию книг предполагается производить раствором алкоголята магния в легколетучем растворителе, например во фреоне, в сложной установке, занимающей 120 м2. При ее обслуживании два оператора могут за один рабочий день нейтрализовать около 700 книг. Раствор должен проникать в книгу и нейтрализовать бумагу и другие материалы (кожа, нитки, клеи и т.д.). Бумага после такой нейтрализации имеет слабощелочную реакцию, рН 8,5-9,0. Нейтрализация не уменьшает ломкости бумаги и не увеличивает ее прочность. Избыток реактива в бумаге превращается в основной углекислый магний, который играет роль щелочного резерва бумаги. Повторная нейтрализация книг, как считает автор предложенного способа, может потребоваться через 100-200 лет.
В США разрабатывается технология массовой нейтрализации книг диэтилцинком. Дизтилцинк представляет собой тяжелую, токсичную, самовоспламеняющуюся на воздухе жидкость с сильным неприятным запахом. Нейтрализацию предполагается осуществлять в вакуумной камере большого объема, в которой жидкий дизтилцинк испаряется, проникает в книгу и нейтрализует бумагу. Процесс нейтрализации необходимо производить в течение 3-4 дней. После нейтрализации пары диэтилцинка должны быть полностью откачаны из камеры, а камеру необходимо заполнить влажной двуокисью углерода, в результате чего в бумаге дожжен образоваться углекислый цинк, который является нейтрализующим реактивом.
Массовая нейтрализация книг знаменует собой заметный прогресс в консервации книжных фондов. Дальнейшая работа в этом направлении выявит наиболее приемлемую технологию нейтрализации.
Распространенный в настоящее время способ нейтрализации бумаги отдельными листами медленный, трудоемкий процесс. Он требует отделения переплета от книжного блока, разделения последнего на листы, нейтрализации бумаги, скрепления книжного блока и вставки в переплет. В связи с этим нейтрализуют бумагу книг, которые подвергаются реставрации, а также книги, в которых высокая кислотность бумаги угрожает ее сохранности.
Кислотность бумаги принято определять потенциометрическим методом, используя для этого рН-метры. Этот общепринятый способ очень точный, но применим только в тех случаях, когда книгу разброшюровывают на листы. Существуют рН-метры с микроэлементами для контактного определения рН увлажненной бумаги. Этим прибором можно с достаточной точностью определить значение рН бумаги в любом месте без ее повреждения.
В тех случаях, когда рН-метр для контактного определения рН отсутствует, кислотность бумаги определяют колориметрическим капельным методом с помощью кислотно-щелочных индикаторов и буферных растворов. Принцип метода состоит в сравнении цветов индикатора на испытуемой бумаге и на бумагах с известной кислотностью.
Приготовление буферных растворов. Исходные растворы для составления буферов:
Раствор 1 - 21,008 г. (0,1 М) лимонной кислоты в 1 литре дистиллированной воды;
Раствор 2 - 35,630 г. (0,2 М) двузамещенного фосфата натрия в 1 литре дистиллированной воды.
Из исходных растворов составляют буферные растворы (табл.).
Буферные растворы для определения кислотности бумаги
| рН | Количество раствора 1, мл | Количество раствора 2 |
|---|---|---|
| 4,0 | 61,5 | 38,5 |
| 4,4 | 55,9 | 44,1 |
| 4,8 | 50,7 | 49,3 |
| 5,0 | 48,5 | 51,5 |
| 5,4 | 44,3 | 55,7 |
| 5,8 | 39,6 | 60,4 |
| 6,0 | 36,9 | 63,1 |
| 6,6 | 27,3 | 72,7 |
| 7,0 | 17,7 | 82,3 |
Для удобства в работе буферные растворы и растворы индикаторов (табл) хранят в капельницах.
Техника определения кислотности бумаги. Для определения кислотности на исследуемую бумагу тонким капилляром наносят по капле буферные растворы с рН 4,5,6,7 и рядом каплю воды. Если капли впитываются быстро, то сразу же на влажные пятна наносят по капле индикаторы и сравнивают цвет индикатора на каплях. По наиболее близкой окраске индикатора на местах нанесения буферных растворов и воды устанавливают примерное значение рН бумаги.
Индикаторы для определения кислотности бумаги
| Индикатор | Растворитель | Концентрация, % | Диапазон рН | Изменение цвета |
|---|---|---|---|---|
| Бромкрезоловый зеленый | Спирт 20%-ный | 0,1 | 3,8-5,4 | желтый-синий |
| Лакмоид | Спирт 96% - ный | 0,1 | 4,0-6,4 | красный-синий |
| Хлорфеноловый красный | Спирт 20-ный | 0,1 | 4,8-6,2 | желтый-красннй |
| Бромфеноловый красный | Спирт 20%-ный | 0,1 | 5,4-7,0 | желтый-красный |
Если капли буферных растворов впитываются медленно, то через 1-2 минуты раствор удаляют фильтровальной бумагой, а затем наносят индикатор. Желательно, чтобы капли были маленькие, диаметром 2-4 мм. Если пятно больше, оценку кислотности следует производить по окраске ореола, так как при впитывании раствора кислота диффундирует от центра к краям пятна, а на волокнах в центральной части осаждается краситель индикатора.
Полученный результат проверяют и уточняют другим индикатором. Для уточнения значения рН 2-3 капли буферных растворов, значение рН которых близко к значению рН, определенного в предыдущем опыте, и каплю воды повторно наносят на бумагу и определяют значение рН более точно. Правильным ответом будет среднее значение рН, определенное из 2-х опытов. Индикатор можно взять любой из приведенных в таблице; можно воспользоваться также универсальным индикатором. Мы предпочитаем лакмоид.
После определения рН пятна лакмоида и бромкрезолового зеленого можно удалить с бумаги следующим составом:
Диоксан - 40 мл
Уксусная кислота - 20 мл
Лимонная кислота - 1,5 г
Вода - 20 мл
Остальные индикаторные красители хорошо удаляются 10%-ным раст-вором аммиака.
Буферные растворы можно заменить пропитанными в них бумажками. Такие, бумажки сохраняются дольше буферных растворов и удобнее в работе. Непосредственно перед определением кислотности исследуемой бумаги готовят шкалки из забуференных образцов. Нарезают небольшие (1x1 см) полосочки бумаги с рН от 4 до 7. На исследуемую бумагу и подготовленные образцы наносят по капле воды, а после впитывания - по капле индикатора. Сравнивая цвет пятен, определяют примерное значение рН бумаги. При этом способе на исследуемую бумагу наносят только одну каплю индикатора, которую затем удаляют. Способ позволяет определить кислотность бумаги в любом месте листа с достаточной для практических потребностей точностью 0,5 единиц рН.