Celluloseschädigung in historischen Papieren

Viele historische Dokumente, Drucke, Zeichnungen und Noten sind akut vom Papierzerfall bedroht. Es ist das Ziel des Restaurators, wertvolle Objekte wiederherzustellen und zu erhalten, wofür er vor einer konservatorischen Maßnahme den Schädigungsgrad der Cellulose - als Hauptbestandteil des Papiers - einschätzen muss. Leider sind die bisher dafür verfügbaren Methoden nur stark begrenzt aussagekräftig. Das vorliegende Forschungsprojekt befasst sich mit der Erarbeitung genauer chemisch-analytischer Methoden zur Beurteilung der oxidativen Schädigung von Cellulose, mit der zusätzlichen Vorgabe einer generellen Anwendbarkeit. Dazu werden oxidierte Funktionalitäten in Cellulose, die ein direktes Maß der hydrolytischen und oxidativen Schädigung darstellen, mit einem selektiven UV- oder Fluoreszenzmarker versehen. Das markierte Material wird einerseits mittels Größenausschlusschromatographie mit mehrfacher Detektion untersucht, was eine tiefgehende Analyse der funktionellen Gruppen relativ zum Molgewicht ermöglicht. Dabei werden sogenannte Carbonyl- und Carboxyl- "Profile" erhalten. Andererseits kann die Analyse auch mit UV- und konfokaler Mikroskopie erfolgen. Die benötigten Substanzmengen sind ausreichend gering und liegen im unteren Milligrammbereich. Durch Kombination von selektiver Markierung und speziellen Mikroskopietechniken wird es erstmals möglich, die räumliche und zeitliche Ausbreitung der Celluloseschädigung - ausgehend zum Beispiel von Tintenlinien - bildgebend zu erfassen. Da eine umfangreiche Matrix aus Cellulose- und Papierproben zur Verfügung steht, können Schadenskategorien aufgestellt werden. Vertreter jeder dieser Kategorien werden nach standardisierten Konservierungsmaßnahmen behandelt um zu klären, welche dieser Maßnahmen für welche Schadenskategorie geeignet ist und welche nicht. Als abschließendes Projektziel wird ein Testkit entwickelt, das eine zerstörungsfreie Bestimmung des Oxidationszustands der Cellulose und damit der entsprechenden Schadenskategorie ermöglichen soll, vor allem für schnelle und unkomplizierte Vorort-Anwendungen durch Konservatoren. Die innerhalb des Forschungsprojekts erarbeitete Methoden sollen vor allem in der Papierkonservierung als chemische Standardverfahren Eingang finden, wobei aber die generelle Anwendbarkeit in der Papier- und Zellstoffindustrie ebenso gegeben ist.