纸质档案、图书、古旧字画、古籍善本批量化脱酸为国际前沿课题,我国数量巨大的古籍、古旧字画、档案、图书、报纸酸化严重,亟待脱酸。美、德等国研究出以水、有机溶剂承载的“液相渗透偏碱性缓冲材料中和纸张中酸性物质”为特征的脱酸技术,但存在散页处理、预先分选、脱酸不彻底、效率低、价格昂贵等问题,特别是不符合我国纸质文物、古籍、档案、图书酸碱性纸张混杂装订的实际,更无法对古旧字画进行无损脱酸。本文从国际现有脱酸方法与我国纸质文物“水土不服”以及酸化纸质文物、档案、图书急需批量化脱酸的社会核心需求出发,寻找更为高效、低廉的脱酸方法。首次提出了环氧乙烷——氩气（EO-Ar）气相体系在酸性纸张中气相沉积“缚酸”机理,创建气相、整卷、大规模脱酸与加固创新技术。主要进行了以下研究:1.通过GC-MS、FT-IR、SEM研究揭示环氧乙烷气体能与酸化糟朽纸张中的游离酸发生亲核取代反应,并与其中的有机酸发生原位酯化反应,建立“缚除”游离酸与有机酸的稳定体系。同时,能与偏碱性纸张中的游离碱、有机碱发生亲核取代反应,使其p H基本不变,保持适宜。环氧乙烷在老化纸张中反应后开环自聚合形成多种分子量的聚乙二醇,嵌于糟朽纸张纤维中,或与纤维素羟基缩合形成支化状寡聚乙二醇,强化了纸张的抗氧化功能,并加固纤维“结晶区”,提高纸张耐久性。上述功能解决了国际技术中偏碱性材料对有机酸反应不彻底、易返酸、不具备加固作用、会使偏碱性纸张碱留存过量导致其腐蚀、降解等致命弱点。特别是上述功能与优势符合我国档案、古籍“酸碱混杂”的实际,同时具备对酸性纸张脱酸加固及对碱性纸张加固,为整体批量化脱酸与加固奠定了理论基础。2.选用氩气与环氧乙烷的混合气进行脱酸,密度匹配更具混合均匀性,极大地提高脱酸气体的安全性。利用氩气的无特异性吸附及快扩散性,使环氧乙烷扩散迅捷、微观反应均一深入。显著强化脱酸加固效果与效率,克服了国际现有技术中机械分散、液相浸泡、易造成糟朽纸张损伤、效率较低的缺点,为整体批量化脱酸与加固奠定了高效运行的基础。3.通过对EO-Ar处理及未处理纸张随老化时间增加其色差及可见光反射强度的对比研究,发现EO-Ar脱酸处理后,能有效缓解纸张在长久保存过程中发黄、变脆,增强纸张耐久性。本文还将国画颜料、彩色胶印油墨薄膜、染料直接用EO-Ar进行处理,以未处理样品作对照组,通过SEM、FT-IR等分析表征,结果表明,EO-Ar处理能有效增强染料、颜料的耐久性。4.古旧字画的病害多为严重折条、断裂,需重新揭裱进行修复保护,其周期长,一幅严重断裂残损的古旧字画修复少则一周,多则一个月,修复速率远远赶不上古旧字画自然老化降解速率,国际上未见报道对古旧字画整卷进行脱酸加固处理的技术。本文通过制作古旧字画模拟样品,并用传统工艺进行装裱,在湿热老化箱中加速老化72h作为酸化古旧字画模拟样品,对EO-Ar处理及未处理古旧字画样品对比研究。发现EO-Ar处理不仅能有效去除酸化古旧字画中的酸性物质,而且能有效提高字画装裱用绫料、绢料的耐久性,抑制字画在保存过程中发黄、发脆,防止古旧字画折条病的发生。5.研究设计了EO-Ar气相大规模脱酸实施工艺与配套设备,仅通过无分拣整本整卷纸质文物置入、抽真空、配气充气、静置反应等简单操作,使批量化脱酸与加固工艺过程实施极为简单。同时,研究配套了水溶解及光媒氧化降解双重措施,确保尾气安全零污染排放。根据图书馆、档案馆库书籍和档案藏储密度,设计实验将小鼠与脱酸后书籍同一环境中饲养一个月,以与未脱酸处理书籍一起生活的小鼠做对照组。通过小鼠肺部及肝部组织切片观察发现,实验组和空白组小鼠组织切片均无任何炎症现象。初步生物安全性评估结果表明EO-Ar脱酸处理后书籍无可引起小鼠组织细胞变异的有害气体残留,不会对图书、档案馆库工作人员的身体造成伤害。6.将环氧乙烷-氩气体气相体系批量化脱酸技术在古籍善本、古旧字画、珍贵报纸、革命纸质文物批量化脱酸中进行了工程应用及适应性研究。通过对延安革命纪念馆藏珍贵图书、黄河档案馆藏古籍、延安鲁艺文化园区珍贵纸质文物、碑林博物馆藏酸化劣化民国报纸以及古旧字画的纸张纤维进行染色分析,分析纸张造纸原料与工艺。对颜料运用XRF、XRD等检测手段分析颜料种类。明确纸质文物纸张种类、颜料成分的基础上,对相对保存较为完整无需修裱的纸质文物进行EO-Ar气相批量化脱酸。脱酸后的文物纸张90%以上p H值达到7.0～9.0,有效消除安全隐患,延长纸质文物寿命。跟踪三年,未发生返酸。本文批量化气相脱酸技术过程简单、易于批量化、对颜料、字迹无损、无需预筛选、兼顾脱酸与加固、高效绿色运行,具有重要的应用价值。