从反应机理看纸质文物修复用黏合剂的制作

摘要：在纸质文物修复中，黏合剂的使用和制作是极其重要的环节，是修复成功的基础和良好效果的关键。本文试从对淀粉糨糊的糊化反应机理入手，解析淀粉糨糊制作方法，使淀粉糨糊的制作能达到理论与实践的相互融合，解决小麦淀粉糨糊制作中一直存在的如洗粉、存储时间等争议问题。

关键词：纸 糨糊 淀粉 文物修复

一、引言

纸作为传播文化的主要载体，是文物里占比非常重的一类，包括图书、档案、书画等多个门类。在纸质文物的修复工作中，对黏合剂的选择、制作和使用至关重要，决定着修复工作的成败并影响其日后的寿命。明人周嘉胄《装潢志》云：“裱以糊就。” [1]修复用糨糊要求自身不能发霉、发酵变质；化学性能稳定；PH值中性，最好是弱碱性，黏度实用可调，具有可逆性。在千年修复历史上，一直以小麦淀粉糨糊作为黏合剂。近年来，也有人做了些不同的尝试，如使用羧甲基纤维素等，但最理想还是小麦淀粉糨糊。

糨糊的制作向来为世人所重视，在历代相关著述中多有论述。如唐代张彦远的《历代名画记》中就有治糊的方法：“凡煮期，必去筋，稀缓得所，搅之不停，自然调熟。”[1]

明朝万历年间，周嘉胄在装裱技术的专著《装潢志》中详细叙述了“治糊养糊”的方法和注意事项。清代钱塘人周二学在他撰写的《赏延索心录》中对治糊用水都非常讲究，并说明了夏、春秋季治糊所使用的期限：由于夏季气温高，糨糊易发酵，冬天严寒易冰冻，而糨糊一经发酵与冰冻则全无用处。历代对治糊有所论述的还有明代文震亨的《长物志》，清代刘岳云的《格物中法》等。近年来也有不少关于装裱、修复的专著面世，其中基本都有治糊的章节。纵观这些研究，多为重实际操作而轻理论的阐述，因而未能引起足够的重视。

糨糊制作中受原材料，温、湿度的差异，制作手法的不统一，效果差别也很大，以至于有南北派别，各家密法。所以我们需要从反应机理上溯本清源，才能形成共识。本文试从其反应机理的根源性问题上全面剖析糨糊的制作，使操作者能理性地认识和理解操作。

二、淀粉糨糊的反应机理

1.小麦淀粉的性质

面粉的主要成分是淀粉，还有些蛋白质、脂肪、灰分及麦麸等其他杂质。制作浆糊的有效成分是淀粉，其他的都应该除去，尤其是面粉中的蛋白质和脂肪。蛋白质为胶状体，分子量甚大，以酸或碱煮沸，或通过发酵水解为氨基酸。所以没有去除糨糊中的蛋白质会分解为氨基酸，从而使糨糊呈酸性。淀粉中是否含有脂肪，糊化后的黏度会有很大差别。脂肪酸抑制淀粉粒的膨润，影响其糊化程度，使其黏度降低，且使糨糊呈酸性。可见蛋白质和脂肪的存在，不仅会影响糨糊的黏度，还会使糨糊呈明显酸性。酸性糨糊用于纸质文物修复会加速纸张的老化，使纸张变得易黄、易脆，将缩短文物的保存寿命。同时，酸性还可能使有些颜色的褪色，也不宜于书画的收藏。其他的一些麦麸和杂质等容易使糨糊形成颗粒，影响糨糊的浸润效果，糨糊使用不匀，并使干后的糨糊发硬，应力变大，还容易发霉和引起虫蛀。所以修复用糨糊应选取精度比较高的面粉，这种面粉更为纯净，做出的糨糊质量也就更好。通过洗粉去除其中的面筋，能得到尽可能纯的小麦淀粉。由此可知，洗粉在糨糊制作中的必要性。过去治糊有南北之别，主要的区别就是洗粉与否。如今南北之分已经不明显，但还有少部分南方的从业者治糊并不洗粉。

2.淀粉结构

淀粉属于多糖类物质。其组成分两部分：一是支链淀粉，在淀粉中约占77%，是淀粉能成为良好黏合剂的有效成分。二是直链淀粉，约占淀粉的23%。此类淀粉可溶于热水，不生成糊，但能促进其发生胶凝作用。按照淀粉颗粒大小来分，小麦淀粉又可以分为大颗粒淀粉和小颗粒淀粉。大颗粒直径在25～35微米，称为A淀粉，约占小麦淀粉干重的93.12%；小颗粒淀粉直径仅有2～8微米，称为B淀粉，约占小麦淀粉干重的6.8%。A、B两类淀粉在浆液中可以形成分离。小麦面团经洗粉沉淀后粉浆上层的黄浆主要就是B淀粉。

3.淀粉糊化反应机理

淀粉不溶于水，在搅拌下淀粉能和水形成乳状混合悬浮液，这时水分进入淀粉粒的非晶质部分，体积略有膨胀，冷却干燥，颗粒可以复原。将水加热至50度左右则慢慢变成胶体溶液，此时水分子进入淀粉微晶间隙，不可逆地大量吸水，淀粉大分子團氢键断裂，水分子进入结晶区，亦称“结晶溶解”，淀粉粒胀至原始体积的50～100倍。继续加热后颗粒继续膨胀而相互接触，即变成糊状物。淀粉的糊化过程是淀粉的氢键不同程度地断裂、晶体结构不断解体的过程。在酸或酶的作用下能帮助淀粉分解。

小麦淀粉糊具有低黏度、低糊化温度的特性，糊化后黏度的热稳定性较好，经长时间加热和搅拌黏度降低很少，冷却后结成凝胶体的强度高。

4.淀粉糨糊的特征及影响因子

作为黏合剂，三个特性直接影响糨糊的胶粘效果，即黏附性、成膜性、浸润性。淀粉浆糊中的分子大小直接影响糨糊的性能。实验表明：糨糊的黏接强度与分子的大小成正比，浸润性和渗透性与分子的大小成反比。

三、小麦淀粉糨糊的制作方法

小麦淀粉制作糨糊总体经过以下几个步骤：

1.和面。即将面粉与适量的水糅合成面团的过程。

2.洗粉。和好面以后静置1～3小时醒粉后，将醒好的面团放在5～8倍多的清水中轻轻揉洗，注意不要洗散，直至完全洗成面筋即可，然后将面粉浆水过滤。

3.养粉。养粉是将洗好的淀粉沉淀后换水再沉淀，使残留的其他有机物随水的置换而得到进一步清除。

4.煮糊。就是将沉淀好的淀粉煮熟的过程。煮糊分为水冲法、锅煮法和蒸汽吹法多种，目的都是将浆水煮熟。不论哪种方法，煮糊过程中都要注意以下两点。

①粉和水的比例。当粉和水的比例大时，制作的糨糊稠，手感硬实，糨糊相对有利于保存，但煮糊时搅拌难度加大，不易熟匀，使用时糨糊团不易化开，黏度大，黏结力稍有下降。粉和水的比例小时虽使用方便，效果好，但不能长时间保存。

②糨糊的熟度。糊化度越高，糨糊会感觉越稠硬，未糊化粒子越少，越利于保存，但糊化过高黏附力会下降。

所以，实际操作中我们对糨糊的加水量和熟度可以根据季节的不同和实际使用情况的不同灵活掌握，在储存和使用效果上找到一个最适合的糊化点。

四、糨糊的储存

新做的糨糊在还有一定温度时会继续缓慢反应，性能不稳定，也就是常说的还有火气，不能立即使用，要经过一个养糊的过程。需要輕轻的加上冷水浸泡至少一天以后，待完全稳定了才能使用。

糨糊存储过程中，一方面在细菌的滋生下，糨糊会水解变酸变质，影响糨糊的黏接力和对使用对象——纸质的损害；另一方面在细菌等的影响下，黏糊里面的大分子还会进一步缓慢地水解成小分子和水，小分子糨糊有利于糨糊的浸润性和成膜的柔韧性。所以在使用存储时间稍长的糨糊时会感觉糨糊变稀，黏度降低，但裱件更柔软平整。我们对待储存时间上要考虑不利和有利两个方面的因素，在保证对纸质没有什么损害的情况下，存储时间长的糨糊会更好用。但过长时间的糨糊变会酸不能用，不仅影响黏接力，还有损纸张。一般以一周到半月为佳，对部分秉持可以存储一年以上的观点，笔者认为不可取。

五、糨糊中添加剂的使用问题

为了改善糨糊的使用性能和储存条件，在糨糊放添加剂的情况古已有之。在张彦远《历代名画记》、周嘉胄的《装潢志》、周二学的《赏延素心录》等书中都有论及。当代夏冬波的《药物与书画装裱》等专著、欧秀花的《添加中药对古籍修裱糨糊性能影响的初步研究》、林明的《文献修复糊方研究》等论文也见诸于世。

添加剂一般可分为两类：一类是改善糨糊使用性能的，如防虫的花椒水、熏陆香末；适量的硼砂能增加糨糊的黏接力；甘油、蜂蜜等可作为增塑剂缓解糨糊的干燥速度等。另一类是增强存储功能的防腐剂，常用的是明矾，还有加入福尔马林的。防腐效果是不错，不过对纸质文物和使用者都会构成伤害。

尽管添加剂能在某些方面改善糨糊的性能，但我们还要考虑添加剂对纸质文物的损害，所以要慎重选择，在没有完全论证其安全性的情况下宁可不加。例如，明矾可以增加糨糊的存储时间，改善糨糊的悬浮性，增加糨糊成膜后的柔韧性，还能起到固色等作用，但加速纸质酸化也很明显，对珍贵文物的修复有着不可逆的伤害。

六、结语

总之，淀粉糨糊的使用非常广泛，淀粉糨糊的制作和使用在纸质文物修复的工作中也是非常关键的一环，但在制作中不仅有原材料和制作工艺的影响，还受制作环境，如外界温度等的影响，影响效果的因素多而且复杂，很难制定统一的操作规范参数。我们只有了解其反应机理，在理论的指导下，结合前人的经验，多总结、细观察、多实践，做到理论和实践的充分结合，才能达到较理想的效果。

参考文献：

[1]杜秉庄，杜子熊.书画装裱技艺辑释[M].上海：上海书画出版社，1993.

[2]夏冬波.药物与书画装裱[M].北京：中医古籍出版社，2001.

（作者简介：张显孝，男，本科，苏州大学博物馆，研究方向：文物保护及纸质文物修复）（责任编辑 徐参文）