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无硫纸中的“硫”主要指的是亚硫酸盐及其在酸性条件下分解产生的（SO₂）。这里的“硫”并非指单质硫（S），而是指在传统造纸工艺中使用的含硫化合物及其衍生物，它们对纸张的长期保存具有潜在危害。
来源：亚硫酸盐制浆工艺
在传统造纸工艺中（尤其是20世纪中期以前广泛使用的亚硫酸盐法），造纸厂使用亚硫酸盐（如亚硫酸钙、亚硫酸镁、亚硫酸钠等）或亚硫酸（H₂SO₃）溶液作为蒸煮药液来处理木片。这个过程旨在溶解木质素，分离出用于造纸的纤维素纤维。然而，这种工艺存在两个关键问题：
1.残留的亚硫酸盐离子（SO₃²⁻）：在制浆过程中，并非所有的亚硫酸盐都会完全反应或去除。部分亚硫酸盐离子可能残留在纸浆纤维中。
2.酸性环境与（SO₂）的生成：亚硫酸盐法通常在酸性条件下进行。残留的亚硫酸盐离子在纸张后续遇到酸性环境（例如空气中的酸性污染物、纸张自身老化产生的酸）或水分时，容易分解产生（SO₂）：
`SO₃²⁻+2H⁺→SO₂+H₂O`
硫的危害：纸张酸化的元凶
正是这个（SO₂）及其后续反应产物，是“无硫纸”概念中需要消除的“硫”相关危害：
1.形成酸性物质：（SO₂）极易溶于水，形成亚硫酸（H₂SO₃）：
`SO₂+H₂O→H₂SO₃`
亚硫酸是一种弱酸，但会持续地、缓慢地降低纸张的pH值，使纸张环境变为酸性。
2.催化纤维素水解：酸性环境是纸张纤维素分子链水解降解的催化剂。纤维素长链在酸的作用下断裂成短链，导致纸张：
*强度下降：变脆、易碎。
*颜色变黄/褐化：产生有色物质。
*终粉化：完全失去机械强度。
3.加速氧化：酸性环境也可能促进纤维素和其他纸张成分的氧化反应，进一步加速劣化。
4.损害其他材料：如果含有硫的纸张与照片、金属、皮革、纺织品等其他材料接触或存放在一起，释放的酸性物质（包括SO₂）也可能对这些材料造成腐蚀或损害。
无硫纸的意义
因此，“无硫纸”的目标，就是消除或地减少纸张中来源于亚硫酸盐制浆工艺的残留亚硫酸盐及其分解产物（特别是SO₂）。通过采用不含硫的制浆方法（如现代主流的硫酸盐法/牛皮纸法虽然名字带“硫”，但其蒸煮液是和，终纸浆中不含易分解产生酸的游离硫或亚硫酸盐；或机械制浆法）以及对纸浆进行充分的洗涤和漂白后处理（去除残留物），并配合使用碱性填料（如碳酸钙）进行内施胶，终生产出的纸张具有：
*中性或微碱性pH值：从根本上消除酸的来源。
*高耐久性：极大地延缓纤维素水解和氧化，显著延长纸张的寿命，达到“保存”或“档案级”的要求。
总结
简而言之，无硫纸中的“硫”，主要指历亚硫酸盐制浆工艺残留的亚硫酸盐离子（SO₃²⁻）及其在酸性条件下分解产生的（SO₂）。正是这些含硫物质在纸张中转化为酸（亚硫酸），成为导致纸张酸化、脆化、黄化的罪魁祸首。无硫纸通过摒弃含硫制浆工艺和采用碱性缓冲体系，消除了这一主要的酸度来源，确保了纸张的长期稳定性和耐久性。

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视频作者：东莞市康创纸业有限公司

鉴别无硫纸（通常指无酸纸）与普通含酸纸（含硫化合物是导致酸化的主要原因之一），对于档案保存、艺术品收藏和重要文件长期存放至关重要。以下是主要的鉴别方法，从简单到：
1.查看标签和认证（直接可靠）：
*产品标识：正规的无酸纸（无硫纸）制造商会在产品包装、卷筒芯或纸张边缘清晰标注“Acid-Free”（无酸）、“pHNeutral”（中性pH）或“ArchivalQuality”（档案级）等字样。这是快捷的识别方式。
*认证标志：寻找国际公认的纸张性标准认证，如ISO9706（信息与文献-文件用纸-耐久性要求）或ANSI/NISOZ39.48（图书馆和档案馆用纸标准）。这些认证对纸张的pH值、碱储量、木质素含量等有严格规定。
2.pH值测试（方法，家庭/均可）：
*原理：无酸纸的特征是呈中性或弱碱性（pH≥7.0），而普通含酸纸通常呈酸性（pH<7.0，常低至4.0-5.5）。
*工具：使用pH测试笔或无酸测试pH试纸（范围通常在3.0-10.0）。普通广泛试纸精度不够，不推荐。
*方法：
*在纸张不起眼角落（如边缘或装订处内侧）滴一滴蒸馏水（避免自来水矿物质干扰）。
*将pH测试笔的笔尖或试纸接触湿润区域。
*等待几秒至几十秒（根据工具说明），读取显示的pH值或对比试纸颜色。
*结果：pH≥7.0（通常7.0-9.0）表明纸张为无酸纸（无硫纸）。pH<7.0（特别是≤6.0）则表明是含酸纸。
3.物理观察与触感（辅助判断，不）：
*颜色：无酸纸通常采用漂白化学浆或棉麻纤维，颜色洁白纯净（不含增白剂或含特殊无酸增白剂），或呈现自然的暖白色/米白色（如棉纸）。普通含酸纸可能更白（含大量增白剂）或易发黄（尤其边缘暴露处）。
*质地与强度：高质量无酸纸（尤其是棉浆纸）手感更挺括、坚韧、有韧性，不易撕裂。普通木浆纸可能感觉更薄、更脆或更软。
*纤维：仔细观察边缘或撕裂处，无酸纸（尤其是棉麻纸）纤维较长、均匀。普通木浆纸纤维可能较短、杂乱。
*老化痕迹：旧纸中，含酸纸发黄、变脆、出现褐点（酸蚀）的现象非常明显且迅速。无酸纸则能长期保持较好的白度和柔韧性。
4.化学稳定性测试（或长期观察）：
*碱储量（AlkalineReserve/Buffer）：真正符合标准的无酸纸会添加碳酸钙等碱性缓冲剂（2%-3%），以中和未来可能产生的酸性物质。这需要实验室检测（如TAPPIT544）。
*木质素含量：木质素是纸张酸化的主要来源。无酸纸使用化学浆（硫酸盐浆/亚硫酸盐浆需充分漂白去除木质素）或棉麻浆（基本无木质素）。普通新闻纸、廉价复印纸含大量未去除的木质素。家庭难以检测，但含大量木质素的纸易发黄变脆。
5.光照测试（长期观察）：
*将纸张与已知的无酸纸样本同时暴露在强光（如窗边）下一段时间（数周至数月）。含酸纸会更快、更明显地发黄变脆，而无酸纸变化相对缓慢轻微。
总结与关键点：
*标签认证是：购买时认准“Acid-Free”、“Archival”、“pHNeutral”标识及ISO9706/ANSIZ39.48认证。
*pH测试是：使用pH测试笔或试纸（蒸馏水润湿），pH≥7.0是无酸纸的关键指标。
*物理观察作参考：关注颜色纯净度、质地韧性和是否易黄变脆，但需结合其他方法。
*警惕误区：“无木浆”不等于无酸（如机械木浆纸）；“白”不等于无酸（可能含增白剂和酸）；“牛皮纸”传统含酸，但现代也有无酸工艺产品。
*长期保存环境：即使使用无酸纸，仍需避光、防潮、恒温恒湿保存。
鉴别在于确认其化学稳定性，而pH值测试是家庭环境下实用、相对可靠的手段。对于极其珍贵的物品，建议直接购买带有明确标识的产品或咨询机构。

在无硫纸生产过程中，严格控制硫元素污染至关重要，因为即使是微量的硫也可能导致纸张发黄、变脆、产生异味，甚至影响后续印刷加工或特殊应用（如食品包装、档案保存）。控制硫污染需要从到成品进行全流程管理，主要包括以下关键环节：
1.严格筛选原料：
*纸浆：优先选择原生纤维浆（如针叶木、阔叶木硫酸盐浆，但需确认其漂白工艺为无硫或低硫的ECF/TCF）。如果使用回收纤维，必须进行严格分拣和预处理，剔除含硫量高的废纸（如含硫漂白废纸、含硫酸盐的证券纸、含硫化物油墨的报纸等）。对进厂浆板或废纸进行硫含量抽检。
*填料与颜料：选择已知不含硫或硫含量极低的填料（如研磨碳酸钙GCC、沉淀碳酸钙PCC、高岭土需注意来源）。避免使用含硫化合物（如硫酸钡在某些特定用途中可能引入硫，需评估）。
*化学品：对所有生产用化学品（如施胶剂AKD/ASA、湿强剂、干强剂、染料、助留助滤剂、消泡剂等）进行严格审查，要求供应商提供无硫或低硫（符合标准）证明，并进行入厂检验。特别注意避免含有硫酸盐、亚硫酸盐、硫酸盐（如硫酸铝，传统松香施胶常用，是主要硫源）等的化学品。寻找无硫替代品（如聚合氯化铝PAC替代硫酸铝用于施胶或作为助留剂）。
2.优化生产工艺与用水：
*生产用水：确保生产用水（白水、清水补充水）的硫化物、硫酸盐含量极低。建立完善的白水封闭循环系统，减少清水用量并防止外部硫污染进入。定期监测水质。
*漂白（若需要）：采用无元素氯（ECF）或全无氯（TCF）漂白工艺，避免使用含硫漂白剂（如/，常用于机械浆的还原漂白或脱色）。ECF工艺中使用的二氧化氯（ClO₂）本身不含硫，但需确保其制备过程不引入硫杂质。
*施胶：推广使用中性/碱性施胶技术（如AKD、ASA），摒弃需要硫酸铝的酸性松香施胶。这是消除生产流程中硫酸根离子（SO₄²⁻）来源的关键步骤。
*添加剂系统：确保添加剂的稀释、输送管道和储罐清洁，无含硫物质残留或交叉污染。管线为佳。
3.设备维护与清洁：
*设备材质：检查与浆料、白水接触的设备（管道、浆池、筛、磨浆机、流浆箱、网部、压榨部、烘缸）材质。避免使用易被硫化物腐蚀的碳钢，优先选用不锈钢（如316L）、钛合金或特殊涂层，防止设备腐蚀产生的硫化铁等含硫化合物进入系统。
*清洁规程：制定严格的设备清洗规程，特别是转产或检修后。使用无硫清洗剂，清除系统内可能残留的含硫物质、沉积物和生物膜（某些硫酸盐还原菌会产生）。确保清洗后充分冲洗。
4.环境与回收系统控制：
*碱回收系统（对于硫酸盐法浆厂）：确保碱回收炉运行，将黑液中的硫化物充分转化为并在绿液中回收。控制好还原气氛和温度，减少硫化物的挥发损失（形成TRS气体，可能污染环境或渗回系统）。对回收的碱（白液）进行纯化过滤，去除杂质（如含硫的芒硝还原产物）。
*废气/废水处理：确保废气处理系统（如洗涤塔）能有效去除可能的含硫气体（H₂S,CH₃SH等）。废水处理系统需有效去除硫化物和硫酸盐，避免其进入受纳水体或循环系统。
5.全程监控与检测：
*关键点监测：在原料入厂、各生产工段（尤其是制浆出口、漂白后、抄造前）、白水系统、成品纸等关键点建立硫含量的定期检测制度。
*检测方法：采用高灵敏度的检测方法，如微库仑法、燃烧离子色谱法、X射线荧光光谱法（XRF）等，准确测定总硫或特定硫化物形态（硫酸盐、硫化物、有机硫等）。
*质量追溯：建立完善的记录系统，将检测数据与生产批次、原料批次、工艺参数关联，便于问题追溯和持续改进。
总结：
生产无硫纸的在于、过程控制、全程监控。必须从上游的原料和化学品着手，严格筛选和检测；在生产中优化工艺（特别是无硫酸铝施胶），保证水质和设备清洁；强化碱回收和环保系统的除硫效率；并建立覆盖全流程的、灵敏的硫含量监测体系。通过这种系统性、预防性的管理，才能有效控制生产过程中的硫元素污染，确保终产品的“无硫”品质。持续的员工培训和严格的操作规程执行是成功的关键保障。