شیمی حفاظت کاغذ: زرد شدن و رنگ‌بری حفاظتی

چکیده:

تغییر رنگ کاغذها منتج از فرآیند پیری (طبیعی)، همواره موضوع بسیار مورد علاقه برای انجمن‌های کتابخانه و آرشیوها و نیز صنعت کاغذسازی (به منظور توسعه و بهینه‌سازی خمیرهای مکانیکی) بوده است. زردشدن کاغذها، ناشی از پیرشدن (کهنگی) را میتوان به حضور ساختارهای رنگساز مربوط به برخی از محصولات منتج از تخریب شیمیایی ترکیبات کاغذ نسبت داد. مطالعه حاضر، ترکیبات رنگساز مربوط به مولکول‌های سلولز، همی‌سلولز و لیگنین را به صورت تفکیک شده، مورد بررسی قرار میدهد. همچنین، فرآیند اکسیداسیون نوری کاغذهای لیگنین‌دار (غنی از لیگنین) و از طرفی، مکانیزم زردشدن مبتنی بر نور را مورد بحث قرار داده است. این مقاله قصد دارد این موضوع را به واسطه توصیف قواعد کلی و اساسی در موضوع رنگ‌بری حفاظتی (شامل کاغذهای درمان‌شده‌ی شیمیایی، به منظور حذف عوامل و تغییرات رنگی و یا لکه‌های رنگی ناخواسته و نامطلوب) تشریح نماید. موضوع شستشوی کاغذها و استفاده از اکسیدکننده‌ها و رنگ‌برها (سفیدکننده‌ها) و از طرفی، رنگ‌برهای اکسیدکننده شامل پرکسید هیدروژن، هیپوکلریت‌قلیایی، دی‌اکسیدکلرین و نور خورشید نیز ارائه و مورد ارزیابی قرار گرفته و سرانجام در تعریف عوامل رنگ‌برِ کاهشی (کاهش‌دهنده)، بر روی دیتیونیتها و بروهیدریدها متمرکز شده است.

Abstract: The discoloration of paper on aging is of interest to the archival community and also to the pulp and paper industry where new and improved mechanical pulps are being developed. The yellowing of paper on aging can be attributed to the presence of chromophores found in some of the products formed from the degradation of one or more components of paper. This study identifies the nature of the chromophores found in cellulose, hemicellulose and lignin. The photo-oxidation of lignin-containing papers and the mechanism for photo-yellowing are discussed. This is followed by a description of the basic principles of conservation bleaching which involves chemically treating papers in order to remove unwanted discoloration or stains. The washing of paper and the use of oxidizing and reducing bleaches are presented. The discussion on oxidizing bleaches includes hydrogen peroxide, alkaline hypochlorite, chlorine dioxide and sunlight. The chemistry of reducing bleaches focuses on dithionites and borohydrides.