本文報(bào)導(dǎo)了一種以Z輕微破壞方式取樣,鑒定藏書和檔案紙中有機(jī)成分的快速直接方法,該方法能夠滿足收藏法庭科學(xué)和其它應(yīng)用的需求采用實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜(DART-MS)分析了已知廠商16種參照紙的紙漿組分和樹(shù)脂污染物不經(jīng)提取衍生色譜分離和其它耗費(fèi)時(shí)間和化學(xué)試劑的樣品處理,即獲得了牛皮紙化學(xué)預(yù)熱機(jī)械紙和石墨漿紙的實(shí)時(shí)質(zhì)譜圖漂白硬木牛皮紙中含植物甾醇,而漂白軟木牛皮紙中沒(méi)有,這是二者的區(qū)別是否為化學(xué)預(yù)熱機(jī)械紙漿牛皮紙,可用木質(zhì)素?zé)崃呀猱a(chǎn)物進(jìn)行區(qū)分:丁香酚基產(chǎn)物來(lái)自硬木愈創(chuàng)木酚基和香豆素類產(chǎn)物來(lái)自軟木化學(xué)預(yù)熱機(jī)械紙漿紙磨木漿紙與其它所有紙張都不同,含大量揮發(fā)性提取物本方法還能立刻區(qū)分含松香和烷基烯酮二聚體(AKD)施膠劑的紙DART-MS方法快速簡(jiǎn)便,質(zhì)譜圖可重復(fù)只要用鑷子從紙的表面夾取10g左右的微量樣品即可進(jìn)行分析得到的標(biāo)準(zhǔn)圖譜可用于進(jìn)一步DART-MS紙張研究,也可以用于Library of Congress開(kāi)發(fā)的打印和書寫紙DART-MS可檢索譜庫(kù)
打印和書寫紙張的化學(xué)成分因廠商和年代不同而不同Z穩(wěn)定的歐洲紙是約1650年前用高質(zhì)量亞麻布手工制作的這種紙含纖維素長(zhǎng)纖維,常常因?yàn)樘妓徕}和碳酸鎂而呈堿性pH,用明膠等外施膠劑進(jìn)行浸漬處理,以減少或防止用墨水書寫時(shí)洇紙17世紀(jì)后半葉,機(jī)械化和新興的化學(xué)學(xué)科開(kāi)始在造紙業(yè)中發(fā)揮重要作用開(kāi)始用造紙明礬(硫酸鋁,Al2(SO4)3•18H2O)改善紙張質(zhì)量,但那時(shí)還不知道Al3+在有水時(shí)會(huì)發(fā)生水解形成酸性(pKa = 5.0)1世紀(jì)和19世紀(jì)的工業(yè)革命帶來(lái)了新的造紙?jiān)O(shè)備,并用硫酸和氯作為漂白劑,用麥稈蔬菜代替布料纖維,用松香膠明礬內(nèi)施膠劑代替明膠機(jī)械紙漿纖維較短而且純度低,含有大量木質(zhì)素和其它植物化學(xué)物質(zhì),或帶酸性或能分解成酸,并造成紙張泛黃松香施膠劑含有松香酸,需要明礬和酸性pH才能有效施膠直到20世紀(jì)發(fā)明了漂白化學(xué)木漿,并用碳酸鈣作為濾料20世紀(jì)后期,開(kāi)始出現(xiàn)堿性造紙,采用合成施膠劑烷基烯酮二聚體(AKD)和烯烴基琥珀酸酐(ASA),以及無(wú)氯漂白工藝但世界各地仍在生產(chǎn)含松香明礬施膠劑的酸性紙目前,國(guó)際上倡導(dǎo)綠色技術(shù),21世紀(jì)的紙張將使用高產(chǎn)率的化學(xué)預(yù)熱機(jī)械和廢料再循環(huán)紙漿由此可見(jiàn),藏書和檔案紙張?jiān)诓粩嘧兓⒁圆煌俣劝l(fā)生著化學(xué)降解
測(cè)定不同紙張的各種化學(xué)成分,及其對(duì)物理和光學(xué)長(zhǎng)期穩(wěn)定性的影響,以及保存方式對(duì)這些成分的影響,是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的工作雖然普遍認(rèn)為紙張的酸性是穩(wěn)定性的主要影響因素,但其它化學(xué)成分,包括金屬離子木質(zhì)素添加劑和降解產(chǎn)物,以及溫度濕度氧氣光纖和化學(xué)污染物等,也將對(duì)降解構(gòu)成影響研究年代久遠(yuǎn)的紙張對(duì)了解其降解過(guò)程非常有益,但紙張?jiān)瓉?lái)的性質(zhì)及其保存條件是多變的,可能以不為人知的方式影響了紙張的理化性質(zhì) 為了減少這些變數(shù),現(xiàn)在的研究廣泛采用已知廠商的當(dāng)代參照紙,進(jìn)行加速老化實(shí)驗(yàn),模擬舊版紙的老化行為這些參照紙包括二十世紀(jì)九十年代初期為歐洲保存委員會(huì)生產(chǎn)的一批紙張,以及1995年為ASTM國(guó)際標(biāo)
其它分析方法也用于紙張的研究用帶或不帶光譜解卷積和化學(xué)計(jì)量學(xué)分析功能的傅里葉變換(FT)紅外近紅外和FT-拉曼光譜,研究紙張降解這些非破壞性的光譜分析可以發(fā)現(xiàn)主要化合物的官能團(tuán),但卻不能進(jìn)行特異性的化合物鑒定用衍生或不衍生的裂解GC(Py-GC)和Py-GCMS分析紙張和添加物,這些輕微破壞性方法可以對(duì)揮發(fā)性和/或裂解生成化合物進(jìn)行鑒定,但GC法受化合物揮發(fā)性和熱穩(wěn)定性的限制,而且分析用時(shí)較長(zhǎng)
紙張研究需要一種Z輕微破壞性取樣,能夠進(jìn)行快速高通量分析,及有機(jī)化合物鑒定的分析技術(shù)實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜(DART-MS)是一種較新的質(zhì)譜方法,不經(jīng)提取衍生和色譜分離,就能夠檢測(cè)各種基質(zhì)中全部揮發(fā)性半揮發(fā)性非揮發(fā)性極性有機(jī)化合物所分析的固體樣品包括書寫墨水細(xì)菌全細(xì)胞蠅類昆蟲植物和玩具等對(duì)離子形成機(jī)制和靈敏度重現(xiàn)性影響因素的研究已有報(bào)導(dǎo)
本文S次報(bào)導(dǎo)了用正離子DART-MS表征打印和書寫紙張的方法對(duì)Whatmann #1 1**%棉纖維素紙和15種ASTM-ISR參照紙進(jìn)行了分析提出了用特殊技術(shù)對(duì)微型樣品進(jìn)行全面分析的可重現(xiàn)的靈敏方法本文比較了用DART-MS和Py-MS得到的正離子,對(duì)固體物質(zhì)DART-MS的離子形成進(jìn)行了探討 DART?-MS 實(shí)時(shí)直接分析質(zhì)譜系統(tǒng) DART? SVP 實(shí)時(shí)直接分析-質(zhì)譜系統(tǒng)
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