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真空充氮包装在文献档案保藏领域的应用(3)

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摘要：

相关研究人员对真空充氮包装的保藏效果进行了测试，结果表明：真空充氮包装的文献档案与直接包装的文献档案相比，前者在耐折度、白度、抗张强度、颜色变化方面具有明显的优势。

文献档案真空充氮包装保藏效果的影响因素

1、抽真空不完全

真空充氮包装的保藏作用依赖于空气与文献档案材料的隔绝，故抽真空是为了尽可能的减少包装内残留的空气，以便氮气完全代替。为实现这个目的，包装的抽真空技术和抽真空效果尤为重要，倘若抽真空操作没有严格按照规定的真空度进行操作，那么将会导致过多的气体残留在包装内，最终影响充氮效果。

2、氮气气源的纯度较低

上面分析，充氮的作用是利用其化学稳定性减少包装内文献档案因空气化学反应引起的老化问题，因此充入的氮气纯度必须达到99%～99.9%。当前市场采购的氮气气源，在纯度方面参差不齐。建议有条件的文献档案保藏机构加强氮气气源纯度的检验，避免杂质气体影响保藏效果。

表1 ：相关性分析试样编号试验结果——氮气透过量cm3/(m2·24h·0.1MPa)1PVDC膜 0.HDPE膜 104.LDPE膜 304.PET膜 19.BOPP/VMCPP复合膜 10.7681试样种类

3、包装材料的氮气阻隔效果

即便采用了最完善的抽真空技术和纯度很高的氮气气源，也难以避免一个问题，就是包装材料的氮气渗透。世间宏观物质都是由大量的、始终处于无规则热运动的微观粒子如分子、原子构成。当物质中粒子数密度不均时，分子的热运动促使粒子从密度高的地方迁移至密度低的地方，如此就形成了扩散，而扩散正是气体渗透的根本。就文献档案的真空充氮包装而言，其包材的内外两侧，氮气气体浓度相差很大，高浓度侧的气体分子吸附、溶解入包材内部，经过扩散，继而从低浓度侧析出，这一过程即为氮气渗透。由于分子的热运动是永不停息的，氮气气体分子对于包装材料的渗透也是客观持续存在的。随着保藏时间的延长，包装袋中的气体氛围由起先的氮气为主逐渐变化为氮气、氧气、二氧化碳三种气体为主，氧气含量的升高、氮气含量的降低，充氮包装的功效逐渐降低。

表2不同时间段包装内气体占比30d 90d 150d O2（%） CO2（%）O2（%） CO2（%）O2（%） CO2（%）HDPE真空充氮包装试样LDPE真空充氮包装

虽然这一渗透过程无法避免，但其渗透速率却可以控制。包装材料的气体渗透性主要取决于自身的结构特点，比如分子链的极性、刚性、侧基、结晶度、密度、取向度等等。因此，基于不同包装材料对氮气渗透速率的差异原理，可以利用选择包材种类来控制氮气的渗透速率。氮气透过量这一参数是最直观的选择依据。

笔者利用压差法气体渗透仪，根据GB1038的相关规定，分别测试了PVDC膜，HDPE膜、LDPE膜、PET膜、BOPP/VMCPP复合膜的氮气透过量，分别编号为#1～#5。测试条件为23℃、50%RH。试验结果见表1。

从试验结果看出，氮气透过量从高到低依次为#3、#2、#4、#5、#1。其中#3样品的氮气透过量是#2样品的2.9倍，是#4样品的15倍，是#5样品的28倍，是#1样品的353倍。这说明，#1样品对氮气的阻隔性最优，即对真空充氮包装内氮气的保存能力最强。PVDC的分子结构是自身对称的，结晶度高，单位分子结构中含有2个氯原子，氯原子能够与其他链段中的氢原子紧密结合，且分子链为线性的头尾相连的结构，上述种种结构特点使得PVDC的分子间凝集力很强，氮气等分子很难在其中扩散、移动，故PVDC膜具有高氮气阻隔性。

文献档案真空充氮包装内气体氛围变化监测

作为文献档案的保藏机构，采用了真空充氮包装保藏技术后，在了解保藏效果的影响因素基础上，应对保藏期间真空充氮包装内气体氛围做严格细密的监测研究，以了解不同包材在不同保藏时间阶段包装内氧气、二氧化碳和氮气的变化情况，从而合理选材。

正常的空气成分按体积分数计算是氮约占78%，氧约占21%，剩下的为二氧化碳和其他稀有气体。而在真空充氮包装内部小环境中，氮气所占比例更大。笔者做了一个简单试验研究，对于HDPE和LDPE两种材料的真空充氮包装，利用兰光HGA-02顶空气体分析仪测试其在不同时间间隔内包装内氧气和二氧化碳的占比。结果见表2。从表中数据可以看出，150d后两种试样中氧气含量最高的为LDPE真空充氮包装，而且两种试样均检测出少量的二氧化碳气体。此时，两种试样的保藏效果均大打折扣。

文章来源：《真空科学与技术学报》网址: http://www.zkkxyjsxb.cn/qikandaodu/2020/1009/347.html