纸质文物包括珍贵的古籍、书画,以及重要的手稿、信件、档案、报刊等,具有独特的文化和历史价值。随着时间的流逝,作为信息载体的纸张逐渐劣化,致使这些纸质文物面临消逝的危险。对劣化的纸质文物进行加固处理是延长其使用寿命的必要措施。高分子材料浸渍处理是纸张加固的主要方法之一。与其他合成的和天然的高分子加固材料相比,纳米纤维素与纸张纤维结构相似,作为纸张加固剂与纸张纤维有更好的相容性。但现有研究表明只有在较高的纳米纤维素浓度下才表现出明显的加固效果。高的纳米纤维素浓度提高了加固成本,并且加固剂粘度高而难以操作,还造成加固后纸张增重过大。本研究的目的是以较低浓度纳米纤维素为基本材料,通过与其他无毒、廉价材料复配,达到对劣化纸张优异的加固效果。实验的其他材料包括低碳醇、聚乙烯醇(PVA)、戊二醛等,以宣纸和滤纸为主要实验模型纸,以提高纸张机械强度为主要优化目标,研究各种因素对加固性能的影响。纸张的机械性能主要以抗张强度、耐折次数和撕裂度衡量,同时对比加固前后纸张白度、光泽度、定量、厚度、p H等的变化,采用光学显微镜、纤维分析仪、扫描电子显微镜、粉末X射线衍射仪和傅里叶变换红外光谱等表征纸张加固前后的表观和微观结构。优化的加固液配方还用于干热加速老化宣纸、滤纸以及其他纸张如打印纸、报纸、旧书纸和竹纸的处理,以考察加固液对不同纸张的适用性。首先研究了纳米纤维素的醇悬浮液处理纸张。低浓度纳米纤维素的醇复合溶液可以显著改善宣纸的机械性能,用含5%乙醇的0.3%纳米纤维素悬浮液处理纸张后,宣纸抗张强度提升近1倍,耐折次数提升5倍,远优于0.5%纳米纤维素水溶液处理宣纸。用含5%乙醇的0.3%纳米纤维素悬浮液处理105℃干热加速老化8天的宣纸,可以显著提升纸张机械强度,处理后抗张强度提升超过1倍,耐折次数提升约11倍,加固处理后机械性能显著优于未老化的新宣纸。该处理液也可用于竹纸和报纸加固,加固后耐折次数分别提升约50%和44%。进一步研究PVA/纳米纤维素复合液加固纸张。尽管用单独的PVA水溶液处理纸张时,随PVA用量加大纸张机械强度明显上升,但PVA浓度高时粘度较大。用PVA/纳米纤维素复合时,较低的PVA浓度和纳米纤维素浓度能获得优异的加固效果。在0.8%PVA/0.3%纳米纤维素混合液处理后,滤纸抗张强度提升约50%,耐折次数提升约3.4倍。用于处理105℃干热加速老化10天的滤纸,纸张抗张强度提升约22%,耐折次数提升约1倍,处理后机械性能优于未老化新滤纸。该加固液对宣纸、打印纸、旧书纸也有很好的加固效果,其中宣纸机械性能增强效果最明显,抗张强度提升约64%,耐折次数提升高达11倍。最后探索了戊二醛用于纸张加固的可能性。初步研究了戊二醛气相和液相交联加固以及和其他加固剂的联合使用。结果表明,当先用更低浓度的0.2%纳米纤维素/0.6%PVA复合液处理纸张,再用3%戊二醛液相交联处理,纸张机械强度又得到进一步的增强,抗张强度较原纸提升约44%,耐折次数则从原纸的27次大幅度提高至110次,提升3倍以上。该加固液处理其他纸张后,竹纸机械性能提升最为明显,其中抗张强度提高1倍之多,耐折次数从18次提升至110次,增加超过5倍。上述三种方法处理纸张后,纸张的表观形貌没有明显变化,纸张白度和光泽度没有明显改变,纸张纤维清晰,空隙仍然保留。纸张厚度基本不变,增重小于5%。加固处理还使纸张p H值由弱酸性或中性提高至弱碱性。纸张处理后伸长率明显增加,推测加固处理主要增强了纸张纤维之间的结合强度,从而提高了纸张的机械强度。研究的加固方法具有加固效果明显,安全、廉价,操作方便的特点,具有较好的适用性,为劣化纸质文物加固处理提供了新方法。