Autocatalytic Degradation of Cellulose Paper in Sealed Vessels

SUMMARIES

An autocatalytic model for the degradation in sealed vessels has been developed in order to investigate the key factors that influence the degradation of paper in an enclosed environment or arranged in stacks. Owing to the non-linearity of the model an analytical solution cannot be easily found, but a computer simulation shows in a qualitative way that the initial acidity of paper plays a role on the shape of the kinetic plots, while an increase in the rate of development of volatile acidic compounds (VOCs) causes an increase in the rate of degradation. Our results indicate that the initial acidity and the chemical mechanism of oxidation, other than the degree of polymerisation, should be taken into account in the studies of both accelerated and natural ageing of paper in non-ventilated environments.

Afin de déterminer les facteurs clés responsables de la détérioration du papier placé dans un environnement clos, ou rangé dans des rayons, un modèle autocatalyctique de dégradation en conteneurs scellés a été créé. En raison de la non-linéarité du modèle une solution analytique ne peut être trouvée si facilement mais une simulation sur ordinateur indique de façon qualitative que l'acidité initiale du papier exerce une une influence sur la forme du déroulement cinétique alors que l'ampleur d'un accroissement de composés acides volatiles (VOCs) provoque un accroissement de la détérioration. Nos résultats démontrent que l'acidité initiale et le mécanisme chimique d'oxydation devraient être pris en considération dans les recherches, plutôt que le degré de polymérisation, tant en ce qui concerne le processus de vieillissement accéléré que celui du vieillissement naturel du papier dans des environnements clos, c'est-à-dire non ventilés (non aérés).

Um die entscheidenden Faktoren zu ermitteln, welche den Abbau von Papier in abgeschlossener Umgebung bzw. in Stapeln bestimmen, wurde ein autokatalytisches Modell des Abbaus in versiegelten Gefäßen aufgestellt. Wegen des nichtlinearen Ablaufs ist eine analytische Lösung des Problems nicht so leicht zu finden, aber eine Computersimulation zeigt qualitativ, daß die anfängliche Acidität des Papiers einen Einfluß auf den kinetischen Ablauf hat, während das Aus-maß der Zunahme von flüchtigen sauren Abbauprodukten eine Zunahme des Ausmaßes des Abbaus bewirkt. Es ergibt sich, daß beim Studium sowohl der beschleunigten Alterung als auch des natürlichen Altern in abgeschlossener, d.h. nicht belüfteter Umgebung die anfängliche Acidität und der chemische Ablauf der Oxidation anstelle des Polymerisationsgrades in Betracht gezogen werden sollte.