該理論是在對紙纖維材料的微納米結(jié)構(gòu)研究和等離子體激勵對纖維表面理化性能影響研究的基礎(chǔ)上提出的,具有獨(dú)創(chuàng)性的!
紙張主要成分是植物纖維素,其顯微結(jié)構(gòu)是多重嵌套的微納米尺度的孔洞(最小尺寸為2-10納米)。纖維素在氫離子催化作用下容易水解,造成大分子鏈斷裂,紙張結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低,導(dǎo)致脆弱糟朽。脫酸的根本任務(wù),就是引入外來堿性因子,使之深入到纖維微納米孔洞內(nèi)部與游離氫離子發(fā)生中和反應(yīng)(即“體脫酸”),由此避免氫離子持續(xù)破壞纖維素大分子鏈。
常規(guī)水溶液浸泡脫酸法,由于水表面張力大,堿性因子不能滲透到微納米孔洞深處,脫酸不能徹底;納米氧化鎂懸濁液在紙表面噴涂脫酸法,即使是目前世界最先進(jìn)的納米技術(shù)(美國Bookkeeper的paper preservation技術(shù))僅能獲得顆粒尺寸為數(shù)百到1000納米的穩(wěn)定納米氧化鎂懸濁液,此顆粒尺度遠(yuǎn)大于纖維微納米孔洞(2-10納米),因而納米氧化鎂顆粒根本不能深入纖維內(nèi)部實(shí)現(xiàn)“體脫酸”,但可以在紙表面形成堿性保護(hù)層,隨著不斷中和來自紙纖維深處的游離氫離子,紙的堿性越來越弱,形成所謂的返酸!此機(jī)制可看做是一種被動型的“表脫酸”。從脫酸本質(zhì)看,“體脫酸”應(yīng)為本,“表脫酸”可為輔。
在等離子體激勵作用下,紙張纖維表面的理化狀態(tài)被有效激活,微納米化脫酸劑中的堿性因子活性大增,由此導(dǎo)致堿性因子徹底滲透到紙纖維多重嵌套微納米結(jié)構(gòu)深處的微納孔洞之中,完全中和游離氫離子,實(shí)現(xiàn)徹底脫酸(即“體脫酸”)。從而有效降低堿殘留,且不易返酸。