On the Rate of Paper Degradation: Lessons From the Past

Abstract

SUMMARIES The kinetics of paper degradation has been reviewed briefly and updated in order to emphasise the key factors that have been (and still are) largely neglected in the interpretation of experimental results. A simple re-elaboration of the literature data reveals many questionable statements in the field of paper conservation science. In particular, it is shown that accelerated ageing techniques do not allow any prediction of the life expectancy of paper, owing to the exponential structure of the Arrhenius relationship. Moreover, some results obtained from viscometric analyses appear misinterpreted, since the experimental planning does not differentiate the actual (hydrolytic) from the potential (oxidative) degradation of cellulose. Finally, the widely utilised pseudo zero-order kinetics of degradation leads to questionable statements, since most of the mechanisms of paper degradation do not follow such a simple pathway, so that the results of the research in the field of paper conservation science should be in part revised. La cinétique de la dégradation du papier a été brièvement reconsidérée et remise à jour afin de mettre en évidence les facteurs essentiels qui avaient été (et qui sont encore) largement négligés lors de l'interprétation des résultats expérimentaux. Un simple ré-examen des données de la littérature révèle le caractère discutable de maintes déclarations faites dans le domaine de la recherche relative à la conservation du papier. On a démontré en particulier que les techniques du vieillissement accéléré ne permettent pas de prédire l'espérance de vie du papier, comme le met en évidence la structure exponentielle de l'équation d'Arrhenius. Il apparaît par ailleurs que certains résultats obtenus lors d'analyses viscosimétriques aient été mal interprétés car lors de la planification des expériences aucune différence n'avait été faite entre la dégradation actuelle (hydrolytique) et la dégradation potentielle (oxydative) de la cellulose. Enfin l'ordre pseudo-zéro de la cinétique de la dégradation conduit à des déclarations discutables car la plupart des mécanismes de dégradation du papier ne se conforment pas à ce modèle simple. Les résultats de la recherche dans le domaine de la conservation du papier devraient être partiellement révisés. Aus einem kurzen Überblick über den derzeitigen Kenntnisstand bezüglich der Kinetik des Abbaus von Papier werden deren wesentliche Faktoren herausgestellt, wie sie bei der Interpretation von experimentell gefundenen Daten weithin vernachlässigt wurden (und werden). Aus dem Studium der Literatur ergab sich die Fragwürdigkeit so mancher Aussagen der konservierungskundlichen Forschung. Es wird gezeigt, daß Experimente zur beschleunigten Alterung keine Aussage zur Dauerhaftigkeit von Papier erlauben, was aus der exponentiellen Struktur der Arrhenius-Gleichung ersichtlich ist. Weiterhin zeigte sich, daß manche Ergebnisse von viskosimetrischen Messungen fehlinterpretiert wurden, da bei der Planung der entsprechenden Experimente nicht zwischen aktuellem (hydrolytischem) und potentiellem (oxidativem) Abbau der Cellulose unterschieden wurde. Schließlich führte die weithin übliche Pseudo-Null-Order-Kinetik zu fragwürdigen Feststellungen, weil die meisten Abbauvorgänge im Papier nicht in dieser simplen Weise ablaufen. Die Feststellungen der Forschung zur Konservierungskunde von Papier müssen teilweise revidiert werden.

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