真空充氮包（bāo）裝在文（wén）獻檔案保藏領域的應用

　　我國曆史悠久（jiǔ），文化璀璨，曆代文獻檔案卷帙浩（hào）瀚。作為一個國家的（de）文化、曆史（shǐ）、科技、人文活動重要的承載物，文獻（xiàn）檔案得以長久有效（xiào）的（de）保藏（cáng），不僅是每一個保（bǎo）藏工作者的最大願（yuàn）望，更是延續中華民族曆史文明的重要傳承。

文獻檔案保（bǎo）藏麵臨的各種（zhǒng）問題

　　文獻檔案傳承至今（jīn），經過少則數十年、多則上百年的時間洗禮，老化嚴重。近代，由於常年戰亂以及（jí）外國侵略，珍貴（guì）的文獻檔案資料或遺失或損壞，遺存數量大大減少。到了現代，工業化步伐大大加快，空氣汙染日益（yì）加重，尤其是（shì）酸性氣體的大量排（pái）放，使（shǐ）得文獻檔案（àn）紙（zhǐ）張酸化程度（dù）越發嚴重。由（yóu）於紙張微觀下呈多孔（kǒng）結（jié）構，易吸附SO₂、NO₂、Cl₂等酸性氣體，這些氣體（tǐ）與紙張內的水分發生反應，有的直接生成強酸（suān），如硝（xiāo）酸（HNO₃）、鹽酸（HCl），有的再經過氧化生成強酸，如硫酸（H₂SO₄）。這些（xiē）酸性氣體的化學反應一方麵加（jiā）速了紙張纖維素的水解，另一方麵降低了紙張的PH值，導致紙張的耐折度、拉張度等機械強度大幅下降。

　　工業化（huà）帶來的另一問題就是汽車保有（yǒu）量（liàng）連（lián）年上升，大量汽車尾氣在（zài）太陽照射下經一係列化學反應形成以（yǐ）臭氧、過氧乙（yǐ）酰硝酸酯、醛類為主要成分的煙霧，它同樣會導致紙張的機械（xiè）強度降低（dī），紙張顏（yán）色變（biàn）黃，字跡褪色。此外（wài），空氣中遍布的灰（huī）塵顆粒也會對紙張造（zào）成磨損，表麵吸（xī）附的有害氣體和微生物對紙張（zhāng）材料同樣產生（shēng）破壞作用。

真空充氮（dàn）包裝對於文獻檔案保藏（cáng）的效果

　　通（tōng）過上述（shù）分析，空氣（qì）和（hé）灰塵（chén）是文獻檔案保藏麵臨的（de）最大威脅。基於此，以隔絕空氣（qì）和灰塵為目的的多種現代保藏技術開始嚐試在文獻檔案領域應用，如空氣淨化技術、除氧技術、真空充氮包裝技術等。其中真空充氮包裝操作簡單、成本低、保藏效果好，具有大（dà）規模推廣的潛在（zài）優勢。

　　真空充氮包裝，是將文獻檔案密封在塑料薄膜檔案袋中，抽出袋內空氣達到預定的真空度後，再充入氮氣，使袋內氮氣壓力（lì）與包裝外（wài）大氣壓相同（tóng），密閉封口。抽（chōu）真空的作（zuò）用（yòng）是將文獻檔案與大氣（qì）隔絕，構成低氧、低濕、少酸的小環境，斷絕了微生物賴以生存的氧環境，同時具有防蟲、防黴變的效果。充氮則能（néng）降低檔案的老化速度、防（fáng）止（zhǐ）蟲害和黴變的發生。氮氣（qì）屬於惰性氣體，分子中存在三鍵N≡N，鍵能非常大，不易被破壞，因此氮（dàn）氣分子具有很強的穩定性。因此當采用真空充氮包裝後（hòu），文獻（xiàn）檔案被氮氣包裹，難以（yǐ）發生（shēng）化學反（fǎn）應，故（gù）而能延緩紙張老化（huà），延長了文獻檔案的保藏（cáng）壽命。

　　相關研究人員對真空充氮包裝（zhuāng）的保藏效果進行了測試，結果表明（míng）：真空充氮包裝的文獻檔（dàng）案與直（zhí）接包裝的文獻檔案相比，前者在耐折度、白度、抗張強度、顏色變化方麵具有明（míng）顯的優勢。

文獻檔案真空充氮包裝（zhuāng）保藏效果的（de）影響因素

　　雖（suī）然理論上和相關（guān）試驗（yàn）證明了真空充氮包裝是一種文獻（xiàn）檔案保藏的有效手段，但在實踐中，各個環節的異常（cháng）因素（sù）都會（huì）影響真空充氮包裝的保藏效果。目（mù）前的研究多集中於（yú）真空充氮包裝對紙張老化的影響分（fèn）析，這些（xiē）分析結果是基於包（bāo）裝內氮（dàn）氣含量保持（chí）穩定的前提下得出的。但是在（zài）保藏期間，這（zhè）一前提條件是（shì）否成立受到多重因素（sù）影響，而（ér）相關研（yán）究仍顯薄（báo）弱。

1、抽真空不完（wán）全

　　真空充氮包裝的保藏作（zuò）用依賴於空氣與文獻（xiàn）檔案材料的隔絕，故抽真空是為了盡可能的減少包裝內殘留的空氣，以便氮氣完全代替（tì）。為（wéi）實現這個目的，包裝的抽真空（kōng）技術和抽真空效果尤為重要，倘若抽真空操作沒有嚴格按照規定的真空度進行作，那（nà）麽將會導致過多的氣體殘留在包裝內，最終影響充氮（dàn）效果。

2、氮氣氣源的純度較低

　　上麵分析，充氮的作用是利用（yòng）其化學穩定性減少包裝內文獻檔案（àn）因空氣化學反應引起的老化問題，因此充入的氮氣（qì）純度必須達到99%~99.9%。當前市場采購的氮氣氣源，在純度方麵參差不（bú）齊。建議有條件的文獻檔案保藏機構加（jiā）強氮氣氣源純度的檢驗，避免雜質氣體的影響保藏效果。

3、包裝材料的氮氣阻隔效果

　　即便采用了最完（wán）善的抽（chōu）真空技術和純度很高的氮氣氣源，也難以避免一個問（wèn）題，就是包裝材料的（de）氮氣滲透。世間宏觀物質都是由大量的、始（shǐ）終處於無規則熱運動的微觀粒子如分子、原子構成。當物質中粒子數密度不均時，分（fèn）子的熱運動促使粒子從密度高的地方（fāng）遷移至密度低的地（dì）方，如此就形成了擴散，而擴散正是氣體滲透的根本（běn）。就文獻檔案的真空充氮包裝而言，其包（bāo）材的內外兩側，氮氣氣體濃度相（xiàng）差很大（dà），高濃度側的氣體分子吸附、溶解入包材內部，經過擴散，繼而從低濃度側析出，這一過（guò）程（chéng）即為氮（dàn）氣滲透。由於分子的熱運動是永不停（tíng）息的，氮氣氣體分子對於包裝材料的滲透（tòu）也是客（kè）觀持續存在的。隨著（zhe）保藏時間的延長，包裝袋中的氣體氛圍由起（qǐ）先（xiān）的氮氣為主逐漸變化（huà）為（wéi）氮氣、氧氣、二氧化碳三種氣體為主，氧氣含量的升高、氮氣含量（liàng）的降低，充氮包裝的功效逐漸降低。

　　雖然這一滲透過程無法避免，但（dàn）其滲透速率卻可以控製。包裝材料的氣（qì）體滲透性主要取決於自身的（de）結構特點，比如（rú）分子鏈的極性、剛性、側基、結晶度、密度、取向度等（děng）等。因此，基於不同包裝材（cái）料（liào）對氮氣滲透速率（lǜ）的差異（yì）原（yuán）理，可以利用選擇包材種類來控製（zhì）氮氣的滲透（tòu）速率。氮氣透過量這一參數是最直（zhí）觀的選擇（zé）依（yī）據（jù）。

　　筆者利用濟南（nán）MD传媒视频VAC-V2壓差法氣體滲透儀（yí），根據GB1038的相關規定，分別測試了PVDC膜，HDPE膜、LDPE膜、PET膜、BOPP/VMCPP複合膜的氮氣透過量，分別編號為#1~#5。測試條（tiáo）件為23℃、50%RH。試驗結果見表1。

表1 三種材料的阻隔性測試結果

　　從試驗結果看出，氮氣（qì）透過量從高到（dào）低依次為#3、#2、#4、#5、#1。其中#3樣（yàng）品的氮氣透過（guò）量是#2樣品的2.9倍，是#4樣品的15倍，是#5樣品的28倍（bèi），是#1樣品（pǐn）的353倍。這說明，#1樣品對氮氣的阻隔性最優，即對真空充氮包裝內氮氣的保存能力最強。PVDC的分子結構是（shì）自身對稱的，結（jié）晶度高，單（dān）位分子結構中（zhōng）含有2個氯原（yuán）子，氯原（yuán）子能夠與其（qí）他鏈段中的氫（qīng）原子緊密結（jié）合，且分子鏈為（wéi）線性的頭尾相連的結構（gòu），上述種種結構特點使得PVDC的分子間凝集力很強，氮氣等分子很難在其中擴（kuò）散（sàn）、移動，故PVDC膜具有高氮氣阻隔性。

文獻檔案真空充氮包裝內氣體氛圍變化監測

　　作為文獻檔案的保藏機構，采（cǎi）用了真空（kōng）充氮包裝保藏技（jì）術後，在了解保藏效果的影響因素基礎上，應對保藏期間真空充氮包裝內氣體氛圍做嚴格細密的監測研究，以了解不同包材在不同保藏時間階段（duàn）包裝內氧氣、二氧化碳和（hé）氮氣的變（biàn）化情況，從而合理選材。

　　正常的空氣成（chéng）分按體（tǐ）積分數計算（suàn）是氮約（yuē）占78%，氧約占21%，剩（shèng）下（xià）的為二氧化碳和其他稀（xī）有氣體（tǐ）。而（ér）在真空充氮包裝內部小環境中，氮氣所占比例更大。筆者做了一個（gè）簡單試驗研究，對於HDPE和LDPE兩種材料的真空充氮包裝，利用MD传媒视频HGA-02頂空氣體分析儀測試（shì）其在不同時間間隔內包裝內氧氣和二氧化碳的占比。結果見表（biǎo）2。從表中數據可以看出（chū），150d後兩種試樣中氧氣（qì）含量最高的為LDPE真空充氮包裝，而且兩種（zhǒng）試樣（yàng）均檢測出（chū）少量的二氧化碳（tàn）氣（qì）體。此時，兩種試樣的保藏（cáng）效果均大打折扣。

表2

總結

　　文獻檔案是我國科技文化成果傳（chuán）承的珍貴（guì）寶藏，在保藏環境日益惡化的今天，亟需現（xiàn）代化的保藏手段。真空充氮包裝應（yīng）用於文獻檔案保藏，具有效果好、成本低的優勢。但同時，抽真空效（xiào）果、氮氣氣源的純度以及包裝材料對於氮氣的滲（shèn）透性都會影響真空充（chōng）氮包裝對文獻檔案的保藏作用，建議除了加強上述因素（sù）的控製之外，還應建立包裝氣體氛圍的定期監測，以實現保藏作用的長期有效。