Кислотність та способи її нейтралізації у процесі превентивної консервації та реставрації архітектурної графіки.

Автор статті: Борисенко М.О.

Кислотність та способи її нейтралізації у процесі превентивної консервації та реставрації архітектурної графіки.

Мистецтвознавчі записки: зб. наук.праць. 2021. Вип. 39.С.43-46

Актуальність теми зумовлена необхідністю збереження пам’яток на паперовій основі, зокрема творів архітектурної графіки, від фізико-хімічних змін. Підвищення кислотності паперу призводить до втрати пам’яток, тому значна кількість предметів потребує термінового проведення консерваційно-реставраційних заходів знейтралізації кислотності. Питання змін рН упам’ятках почали досліджувати ще в 30-их рр.ХХ ст., проте воно й досі залишаєтьсяактуальним.

За даними Бібліотеки КонгресуСША, швидкість, з якою руйнуються об’єкти зпідвищеною кислотністю на паперовій основі,при бібліотечних умовах зберігання їх колекціїскладає 4,7% на рік, але варто звернути увагу, що швидкість деструкції паперу не є лінійною,а з часом пришвидшується, що не буловраховано в наведеному вище дослідженні, тазначною мірою впливає на обсяг втраченихпредметів зберігання. Також, важливо враховувати відмінності стану збереженняекспонатів та умов зберігання в різнихустановах [6]. Пошук оптимальних методів длянейтралізації кислотності триває, а кількістьвиконаних на паперових носіях видань та різноманітних творів робить цю темунадзвичайно актуальною на сьогодні.Аналіз досліджень і публікацій. Впершевплив кислотності на стан збереження робіт був описаний у 1930-их рр. ХХ ст.  в  дослідженнях У.Барроу [5, 7].

З цьогомоменту тривають дослідження та пошуки оптимальних рішень нейтралізації кислотності для збереження пам’яток на паперовій основі.В існуючих працях не розглядалось питання нейтралізації кислотності на прикладах творів архітектурної графіки, однак в зарубіжних дослідженнях описані рішення нейтралізації кислотності для друкованих видань, архівних документів тощо [5–8]. В Україні публікацій тадосліджень цієї теми існує небагато. Ці питання розглядають у своїх роботах Л.І.Розумна, Л. М.Льода, М. С.Кадшіяк, Т.І.Онищенко, однак у згаданих дописах тема розкрита неповною мірою та потребує проведення подальших досліджень [1, 99-101;3, 109].

Зокрема, існує потреба не тільки у теоретичній інформації з вивчення цієї проблеми, а й в описі практичного досвіду застосування методів нейтралізації рН для творів мистецтва і видань на паперовій основі.

Метою дослідження є аналіз та опис впливу підвищення кислотності на стан збереженості творів на паперовій основі, зокрема, на прикладі творів архітектурноїграфіки, та методи нейтралізації рН для збереження пам’яток під час здійснення консерваційно-реставраційних заходів.

Виклад основного матеріалу. Одним з важливих факторів, який впливає на руйнаціюпам’яток на паперовій основі, є фізико-хімічні ушкодження. Підвищення вмісту кислоти упапері прискорює процес гідролітичного розщеплення молекул целюлози, що призводить до зменшення ступеня полімеризації, збільшення вмісту карбонільних груп і як наслідок – до погіршення показників міцності, а згодом і руйнування паперу.

Характерними ознаками, помітними при візуальному обстеженні, є зміна кольору, ламкість, крихкість, пожовтіння країв паперу,вицвітання, ослаблення, розпад та осипання основи. Кислотність розчинів характеризують значенням рН негативного логорифму концентрації іонів водню. Для водних систем рН менше семи означає кисле середовище, рНбільше семи – лужне. За прийнятим уцелюлозно-

паперовій промисловості ДСТУISO 6588-1:2008 активну кислотність паперу оцінюють за рН водної витяжки, отриманоїметодом холодної екстракції 2г паперу в 100 мл води. Загальну або титровану кислотність визначають за вмістом кислоти в гарячому екстракті і виражають у процентному співвідношенні в розрахунку на сірчану кислоту.

У сучасних видах паперу кислотністьзумовлена наявністю кислих продуктів, що залишилися після варіння і відбілюванняцелюлози. Але головним її джерелом є сірчанокислий алюміній (глинозем), який використовують у каніфольному способі проклейки паперу. Підвищення кислотностівідбувається також за рахунок появи карбоксильних груп від окислювання деструкції целюлози в процесі природного старіння паперу. У повітрі промислових міст, як відомо, міститься значна кількість сірчистого газу, оксидів азоту, вуглекислого газу та інших домішок кислотного характеру[8, 73]. Адсорбція цих речовин у папері може призводити до зростання його кислотності. Особливо активно цей процес відбувається по краях аркуша. Сірчистий газ, котрий поглинає папір, окислюється киснем повітря до сірчаного ангідриду і, за умов атмосферної вологи, переходить у сірчану кислоту.

Домішки важких металів (залізо, мідь) різко прискорюють утворення сірчаної кислоти – 

потужного окислювача целюлози. Наслідкомцього є значна різниця значень рН графічного твору на паперовій основі в центрі аркуша і по його краях [9, 24-26].

Кислотність ганчірного паперу значноюмірою визначають способом підготовки сировини і умовами його проклейки. До ХVІІІ ст. сировиною, призначеною для виготовлення паперу, здебільшого був ношений одяг з льону та бавовни, який тривалий час витримували в гашеному вапні[4, 113]. У результаті відбувалися такі зміни: деструкція коротко ланцюгових молекул целюлози, нейтралізація кислотності і накопичення лугу. У разі подальшої промивки адсорбувати гідроксид кальцію вдавалося лише частково. Папір ручної вичинки ХVІІІст. відрізняється низькими значеннями рН за рахунок введення галунів до поверхневої проклейки. Тож немає прямої кореляції між значеннями рН паперу і впливу часу виготовлення твору графіки.

Кислотність паперу може також підвищуватися за рахунок техніки виконання графічної роботи. Деякі види друкарських фарб у гравюрах, а також написи, особливо нанесені залізогаловими чорнилами,виготовленими з надлишком залізного купоросу, значно впливають на значення рН паперу. В реставраційній практиці добре відомі випадки пошкодження творів, в яких наявні написи чорнилами. Зустрічаються випадки випадання окремих букв і повного руйнування матеріальної основи в текстовій частині твору. Підвищення вмісту кислоти у папері пришвидшує процес гідролітичного розщеплення молекул целюлози, що призводить до зменшення ступеня полімеризації, збільшення вмісту карбонільних груп і, як наслідок, – до погіршення показників міцності і руйнування паперу. До аналогічного результату призводить і підвищення рН більше 8,5, що викликає лужний гідроліз целюлози. Показник рН водної витяжки має важливе, але не абсолютне значення для довговічності паперу. У практиці трапляються папери у задовільному стані збереження з рН=5 [9, 24]. Також буває ветхий, ламкий папір, у якого показники рН=7. Тож підвищене значення рН частіше є наслідком руйнування паперу. Як показують дослідження, папір, виготовлений з бавовняних або лляних волокон, зберігається краще, ніж з сульфітної сировини, за умови одного і того ж початкового значення активної кислотності. Це можна пояснити тим, що одне й те саме значення рН водної витяжки досягається різним значенням загальної кислотності. Чим гірша якість волокна, тим міцніше воно утримує іони водню і тим вищий вміст кислоти.

У процесі прискореного старіння рН водної витяжки у бавовняного паперу змінюється незначно, тоді як у папері, що містить деревну масу, цей показник швидко змінюється. Дослідники відзначили збільшення довговічності паперу у разі обробки його розчинами, які нейтралізують кислотність. Зокрема, про це писав У.Барроу у 1930-их рр. ХХ ст. [5, 12].

Нейтралізація кислотності міцно увійшла в арсенал методів, що застосовують реставратори для стабілізації паперу. Було запропоновано для цих цілей багато реактивів і методів. Але тільки деякі з них витримали перевірку часом і отримали визнання.

Зменшення кислотності паперу відбувається вже в такому реставраційному процесі, як промивка, особливо з додаванням певних реактивів [2, 39]. Однак ефект цієї обробки недовговічний, і в папері знову накопичуватиметься кислота. Склад нейтралізуючого розчину, перспективний для практичного застосування, повинен відповідати таким вимогам:

1. Забезпечити стійку і повнунейтралізацію кислотності.

2. Залишати в папері хімічні сполукилужного характеру. Так званий лужний резерв,який виражають у процентномуспіввідношенні в розрахунку на їдкий натр абовуглекислий кальцій.

3. Не мати шкідливого впливу на технікувиконання, особливо за наявності в нійчорнила.

4. Не знижувати довговічність паперу.

5. Не впливати токсичними речовинамина папір.

Застосовують методи нейтралізації або так звані методи забуферення. Їх поділяють на водні і не водні. Найбільш поширеними є водні методи через їхню простоту, доступність і дешевизну. У вітчизняних і зарубіжних реставраційних центрах переважно використовують один з трьох способів:

 1. Буфер Барроу.

 2. Боратний буфер.

 3. Водна крейдяна суспензія.

Застосування наведених методів виправдано в тих випадках, коли необхідно стабілізувати графічні твори з технікою виконання, нестійкою до водної обробки. Використання наведених методів вимагає високої кваліфікації реставратора і спеціально обладнаних робочих місць, оскільки розчини дуже шкідливі для здоров’я.

Вперше в історії 1893р. було застосовано 1% розчин гідроксиду барію в метанолі дляобробки картин Рафаеля в Музеї Альфреда і Вікторії(Лондон, Британія). Найбільш розробленим у препаративному й апаратурному плані є метод Сміта, заснований на застосуванні метилату магнію у вигляді розчинів в метанолі і фторованому вуглеці. Способи застосування різноманітні: розпорошення з балона аерозольної упаковки, по аркушева обробка у ванні або масова обробка картин у закритій камері. Недолік цього методу полягає в малій стійкості метоксиду до впливу вологи, що призводило до його осадження на поверхні аркуша. Хіміки модифікували цю методику, запропонувавши використовувати замість метоксиду магнію його з’єднання з вуглецевим газом – метоксикарбонат магнію, який витримує 5% додавання води до розчину [7,106].

У США запропонували інший методнейтралізації, заснований на використанні діетилцинку (DEZn). Діетилцинк – газ, який горить на повітрі та вибухає від контакту з вологою. Для обробки цим методом твори графіки помістили в камеру з глибоким вакуумом для повного видалення повітря і вологи. Після цього до неї ввели DEZn у вигляді газу, який проникав у всі пори целюлозного волокна. Залишки газу видаляли, від контакту з атмосферним повітрям адсорбований діетилцинк розкладався нагідроксид або оксид цинку та етан. Обладнання для такої обробки надала NASA, а сам центр, в якому застосовується ця технологія, розташований у безлюдному районі пустелі Невада [7, 105].

В останнє десятиліття розроблено і впроваджено два масових методи, в основу яких покладено метод Сміта: систему Bookkeeper (США) і метод Batelle (Німеччина).Розробку методів нейтралізації кислотності паперу активно здійснювали також в Європі з початку 80-их рр. ХХ ст.

Важливим превентивним заходомзбереження творів на паперовій основі, у томучислі колекцій архітектурної графіки, є постійний моніторинг показників рН. Необхідно пам’ятати, що деструкція паперу внаслідок підвищення кислотності не лінійна та з часом пришвидшується. Її необхідно визначати та контролювати за допомогою відбору проб, адже зміна кольору, ламкість,сухість паперу та інші ознаки фізико-хімічних змін основи помітні не завжди і не одразу. Різноманітність матеріалів, застосовуваних для масової нейтралізації кислотності, і відсутність даних щодо збереження обробленого паперу в процесі природного старіння викликає певну стурбованість реставраторів та зберігачів. Нині розробляють критерії оцінки якості обробки, а також критерії відбору матеріалу для нейтралізації кислотності. Пошуки нових методів стабілізації паперу тривають.

 Повна стаття з списком використаних джерел:

https://www.academia.edu/81090453/Indicators_of_acidity_and_methods_of_its_neutralization_during_preventive_conservation_and_restoration_of_architectural_graphics?fbclid=IwAR0YCiHAhCHIZx1i-NmMM24id4ezGDPDP0E9vDixvYghQnFYmOZUDSf-o54