Study of the Photochemical Stability of Paper Deacidified with Dispersions of Ca(OH)2 and Mg(OH)2 Nanoparticles in Alcohols

Abstract

The photochemical stability of lignocellulosic and purely cellulosic paper deacidified with five dispersions of Ca(OH) 2 and Mg(OH) 2 nanoparticles in alcohols was studied. The hydroxide particles were produced either by “slaking” of CaO in an appropriate aqueous solution (two dispersions) or by homogeneous phase reactions of magnesium or calcium salts with NaOH (three dispersions). To evaluate the protective effect of deacidification of paper with these dispersions, artificial ageing with exposure to UV radiation at 280 nm at constant temperature (25°C) and constant relative humidity (50%) were employed. The physicochemical, optical and mechanical properties of the tested paper indicate that the proposed deacidification method can ensure a quite satisfactory photochemical stability of paper. The present work continues a previous study concerning the evaluation of the same deacidification method using accelerated thermal ageing ( Restaurator 28). Zusammenfassung Untersucht wurde die photochemische Stabilität von holzschliffhaltigen Papieren, die mit fünf unterschiedlichen Dispersionen von Calcium-, bzw. Magnesium Nanopartikeln in Alkohol entsäuert wurden. Die zur Entsäuerung eingesetzten Hydroxid Nanopartikel wurden einerseits durch die Verteilung von Calciumoxid in einer geeigneten wässrigen Lösung erzeugt (zwei Dispersionen) oder durch Reaktion von Lösungen von Calcium- und Magnesiumsalzen mit Natriumhydroxid (drei Dispersionen). Zur Erfassung der erzielbaren Schutzwirkung bei Behandlung von Papieren mit diesen Dispersionen wurden die Papierproben nach der Behandlung einer UV-Strahlung bei 280 nm bei einer Temperatur von 25°C und einer relativen Feuchte von 50% unterzogen. Die physikochemischen, optischen und mechanischen Eigenschaften der Papierproben zeigen, dass die hiervorgeschlagene Entsäuerungsmethodik zu zufriedenstellenden Resultaten in Bezug auf die photochemische Stabilität der behandelten Papiere führt. In der vorliegenden Arbeit wird eine bereits abgeschlossene Studie fortgesetzt, in der diese Entsäuerungstechnikin Bezug auf die erreichbare Stabilität von Papier bei künstlicher Alterung bei erhöhter Temperatur untersucht wurde (Restaurator 28). Résumé La stabilité photochimique de papiers de pâte mécanique à base de lignine ou de cellulose pure a été analysée sur des échantillons qui avaient été préalablement désacidifiés à l'aide de cinq dispersions différentes de nanoparticules de calcium ou de magnésium dans de l'alcool. Les nanoparticules hydroxydes utilisées pour la désacidification ont été fabriquées d'une part par l'extinction du monoxyde de calcium dans une solution aqueuse appropriée (deux dispersions) et d'autre part par des réactions homogènes de solutions de sels de calcium et de magnésium avec de l'hydroxyde de sodium (trois dispersions). Afin de mesurer l'effet protecteur réalisable par le traitement des papiers au moyen de ces dispersions les échantillons ont été ensuite soumis à un vieillissement artificiel par exposition à un rayonnement UV de 280 nm à une température constante de 25°C et une humidité relative constante de 50%. Les propriétés physico-chimiques, optiques et mécaniques des échantillons de papier testés indiquent que la méthode de désacidification proposée ici donne des résultats satisfaisants en ce qui concerne la stabilité photochimique des papiers traités. La présente étude fait suite à une étude précédemment réalisée dans laquelle cette technique de désacidification avait déjà été analysée pour déterminer la stabilité chimique du papier qu'il serait possible d'atteindre lors du vieillissement artificiel à une température élevée (Restaurator 28).

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