真空充氮包裝在文獻(xiàn)檔案保藏領(lǐng)域的應(yīng)用

真空充氮包裝，是將文獻(xiàn)檔案密封在塑料薄膜檔案袋中，抽出袋內(nèi)空氣達(dá)到預(yù)定的真空度后，再充入氮?dú)?，使袋?nèi)氮?dú)鈮毫εc包裝外大氣壓相同，密閉封口。抽真空的作用是將文獻(xiàn)檔案與大氣隔絕，構(gòu)成低氧、低濕、少酸的小環(huán)境，斷絕了微生物賴以生存的氧環(huán)境，同時(shí)具有防蟲、防霉變的效果。充氮?jiǎng)t能降低檔案的老化速度、防止蟲害和霉變的發(fā)生。氮?dú)鈱儆诙栊詺怏w，分子中存在三鍵N≡N，鍵能非常大，不易被破壞，因此氮?dú)夥肿泳哂泻軓?qiáng)的穩(wěn)定性。因此當(dāng)采用真空充氮包裝后，文獻(xiàn)檔案被氮?dú)獍y以發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，故而能延緩紙張老化，延長(zhǎng)了文獻(xiàn)檔案的保藏壽命。
相關(guān)研究人員對(duì)真空充氮包裝的保藏效果進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明：真空充氮包裝的文獻(xiàn)檔案與直接包裝的文獻(xiàn)檔案相比，前者在耐折度、白度、抗張強(qiáng)度、顏色變化方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
文獻(xiàn)檔案真空充氮包裝保藏效果的影響因素
雖然理論上和相關(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(shí)踐中，各個(gè)環(huán)節(jié)的異常因素都會(huì)影響真空充氮包裝的保藏效果。目前的研究多集中于真空充氮包裝對(duì)紙張老化的影響分析，這些分析結(jié)果是基于包裝內(nèi)氮?dú)夂勘３址€(wěn)定的前提下得出的。但是在保藏期間，這一前提條件是否成立受到多重因素影響，而相關(guān)研究仍顯薄弱。
1、抽真空不完全
真空充氮包裝的保藏作用依賴于空氣與文獻(xiàn)檔案材料的隔絕，故抽真空是為了盡可能的減少包裝內(nèi)殘留的空氣，以便氮?dú)馔耆?。為?shí)現(xiàn)這個(gè)目的，包裝的抽真空技術(shù)和抽真空效果尤為重要，倘若抽真空操作沒有嚴(yán)格按照規(guī)定的真空度進(jìn)行作，那么將會(huì)導(dǎo)致過多的氣體殘留在包裝內(nèi)，最終影響充氮效果。
2、氮?dú)鈿庠吹募兌容^低
上面分析，充氮的作用是利用其化學(xué)穩(wěn)定性減少包裝內(nèi)文獻(xiàn)檔案因空氣化學(xué)反應(yīng)引起的老化問題，因此充入的氮?dú)饧兌缺仨氝_(dá)到99%~99.9%。當(dāng)前市場(chǎng)采購的氮?dú)鈿庠?，在純度方面參差不齊。建議有條件的文獻(xiàn)檔案保藏機(jī)構(gòu)加強(qiáng)氮?dú)鈿庠醇兌鹊臋z驗(yàn)，避免雜質(zhì)氣體的影響保藏效果。
3、包裝材料的氮?dú)庾韪粜Ч?br />即便采用了最完善的抽真空技術(shù)和純度很高的氮?dú)鈿庠矗搽y以避免一個(gè)問題，就是包裝材料的氮?dú)鉂B透。世間宏觀物質(zhì)都是由大量的、始終處于無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的微觀粒子如分子、原子構(gòu)成。當(dāng)物質(zhì)中粒子數(shù)密度不均時(shí)，分子的熱運(yùn)動(dòng)促使粒子從密度高的地方遷移至密度低的地方，如此就形成了擴(kuò)散，而擴(kuò)散正是氣體滲透的根本。就文獻(xiàn)檔案的真空充氮包裝而言，其包材的內(nèi)外兩側(cè)，氮?dú)鈿怏w濃度相差很大，高濃度側(cè)的氣體分子吸附、溶解入包材內(nèi)部，經(jīng)過擴(kuò)散，繼而從低濃度側(cè)析出，這一過程即為氮?dú)鉂B透。由于分子的熱運(yùn)動(dòng)是不停息的，氮?dú)鈿怏w分子對(duì)于包裝材料的滲透也是客觀持續(xù)存在的。隨著保藏時(shí)間的延長(zhǎng)，包裝袋中的氣體氛圍由起先的氮?dú)鉃橹髦饾u變化為氮?dú)?、氧氣、二氧化碳三種氣體為主，氧氣含量的升高、氮?dú)夂康慕档?，充氮包裝的功效逐漸降低。
雖然這一滲透過程無法避免，但其滲透速率卻可以控制。包裝材料的氣體滲透性主要取決于自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，比如分子鏈的極性、剛性、側(cè)基、結(jié)晶度、密度、取向度等等。因此，基于不同包裝材料對(duì)氮?dú)鉂B透速率的差異原理，可以利用選擇包材種類來控制氮?dú)獾臐B透速率。氮?dú)馔高^量這一參數(shù)是最直觀的選擇依據(jù)。
標(biāo)準(zhǔn)集團(tuán)（香港）有限公司工程師利用壓差法氣體滲透儀，根據(jù)GB1038的相關(guān)規(guī)定，分別測(cè)試了PVDC膜，HDPE膜、LDPE膜、PET膜、BOPP/VMCPP復(fù)合膜的氮?dú)馔高^量，分別編號(hào)為#1~#5。測(cè)試條件為23℃、50%RH。試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 三種材料的阻隔性測(cè)試結(jié)果
從試驗(yàn)結(jié)果看出，氮?dú)馔高^量從高到低依次為#3、#2、#4、#5、#1。其中#3樣品的氮?dú)馔高^量是#2樣品的2.9倍，是#4樣品的15倍，是#5樣品的28倍，是#1樣品的353倍。這說明，#1樣品對(duì)氮?dú)獾淖韪粜詢?yōu)，即對(duì)真空充氮包裝內(nèi)氮?dú)獾谋４婺芰?qiáng)。PVDC的分子結(jié)構(gòu)是自身對(duì)稱的，結(jié)晶度高，單位分子結(jié)構(gòu)中含有2個(gè)氯原子，氯原子能夠與其他鏈段中的氫原子緊密結(jié)合，且分子鏈為線性的頭尾相連的結(jié)構(gòu)，上述種種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得PVDC的分子間凝集力很強(qiáng)，氮?dú)獾确肿雍茈y在其中擴(kuò)散、移動(dòng)，故PVDC膜具有高氮?dú)庾韪粜浴?br />文獻(xiàn)檔案真空充氮包裝內(nèi)氣體氛圍變化監(jiān)測(cè)
作為文獻(xiàn)檔案的保藏機(jī)構(gòu)，采用了真空充氮包裝保藏技術(shù)后，在了解保藏效果的影響因素基礎(chǔ)上，應(yīng)對(duì)保藏期間真空充氮包裝內(nèi)氣體氛圍做嚴(yán)格細(xì)密的監(jiān)測(cè)研究，以了解不同包材在不同保藏時(shí)間階段包裝內(nèi)氧氣、二氧化碳和氮?dú)獾淖兓闆r，從而合理選材。
正常的空氣成分按體積分?jǐn)?shù)計(jì)算是氮約占78%，氧約占21%，剩下的為二氧化碳和其他稀有氣體。而在真空充氮包裝內(nèi)部小環(huán)境中，氮?dú)馑急壤蟆９P者做了一個(gè)簡(jiǎn)單試驗(yàn)研究，對(duì)于HDPE和LDPE兩種材料的真空充氮包裝，利用蘭光HGA-02頂空氣體分析儀測(cè)試其在不同時(shí)間間隔內(nèi)包裝內(nèi)氧氣和二氧化碳的占比。結(jié)果見表2。從表中數(shù)據(jù)可以看出，150d后兩種試樣中氧氣含量高的為L(zhǎng)DPE真空充氮包裝，而且兩種試樣均檢測(cè)出少量的二氧化碳?xì)怏w。此時(shí)，兩種試樣的保藏效果均大打折扣。
表2

文獻(xiàn)檔案是我國科技文化成果傳承的珍貴寶藏，在保藏環(huán)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)用于文獻(xiàn)檔案保藏，具有效果好、成本低的優(yōu)勢(shì)。但同時(shí)，抽真空效果、氮?dú)鈿庠吹募兌纫约鞍b材料對(duì)于氮?dú)獾臐B透性都會(huì)影響真空充氮包裝對(duì)文獻(xiàn)檔案的保藏作用，建議除了加強(qiáng)上述因素的控制之外，還應(yīng)建立包裝氣體氛圍的定期監(jiān)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)保藏作用的長(zhǎng)期有效。