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纸张的未解之谜(一)为什么报纸长期放置会变黄发脆?

  纸张的基本原料是纸浆。一般纸浆大多数是来自植物——比如木材、草类等,经过一系列的处理后才能得到的。所谓纸浆,就是由许多单根纤维与水分组合而成的“集体户”。那些细长如丝的纤维中,则包含有纤维素、木素、半纤维素等化学成分。
  在造纸工业中上,把植物原料经过物理和化学加工从而取得纤维的工作叫做制浆。制浆工序包括有切片、筛选、蒸煮、洗涤、漂白等一系列操作,其目的就是要除掉木素、适当保留半纤维素、最大限度地分离提取纤维素。所以,生产的纸张一般都是白色的,但是纸内的纤维中或多或少地残留有木素(肉眼是看不到的)。钢印的报纸虽然也是白色的、上边还有(酸性)油墨字。自然,它里边也少不了存有木索。

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  木素这个化学物质,具有高分子的立体结构,其中含有活泼性很大的化学基团,性质既顽强又敏感。因为在制浆过程之中,虽然经受强碱、强酸的处理,木素有一部分被打垮了,但仍旧“顽强抵抗”着,所以在纤维中仍然残留着一定数量的木素。
  也就是说,纸张内也或多或少地“隐藏”着木素。一旦纸张放置了较长的时间,受到日光曝晒或者与空气中的氧发生化学反应后,木素分子中对紫外光和氧分子特别敏感的化学基团,就会由无色转变为有色集团——黄褐色。再加上空气中漂浮的酸性物质以及酸性油墨的侵蚀。于是,报纸就变得发黄、发脆了。为什么湿纸不结实,一戳就破?
  纸张主要是由植物纤维彼此交织形成的。在纤维与纤维之间,是通过纤维素大分子的羟基所形成的氢键结合起来的。

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  在造纸过程中,按照工艺流程,先将分散于水中的纤维(纸浆)经过脱水,然后再压榨挤干,最后是烘缸干燥。其间,利用水分子架起了“水桥”。水桥就是利用水分子自身的极性架起的一座“桥”,拉近纤维素分子之间的羟基达到很小的距离,于是便引起氧原子的负电性去吸引氢原子的正电性。如此众多的氢氧原子相连接的化学键,被称为氢键。氢键的键能比一般共价键小,可是许多许多个氢键结合的总能量却是很大的。因此,由于氢键结合,干纸就表现出了很好的强度,即结实、不容易破。
  如果把纸泡在水里,换句话说就是让水分子挤进纸中的纤维之间,把原来已经紧密结合的纤维素分子推开,也就是水分子打破了氢键结合,其结果是使纤维网络遭到了巨大的损坏。于是,氢键破坏即纸张的强度也遭到了严重的摧毁,湿纸就变得十分软弱,一戳就破了。