Experimente:
Versuch: Vergilben von Papier
Versuch: Nachweise für Holzschliff im Papier

Papier einer Tageszeitung wird gelb, wenn es längere Zeit direktem Sonnenlicht ausgesetzt wird: Es „vergilbt“. Das erkennt man besonders dann, wenn man einen Teil der Zeitung abdeckt.

Bild 1: Durch Sonnenlicht vergilbtes Zeitungspapier
(Foto: Blume)

Die Ursache ist das Sonnenlicht. Licht ist reine Energie, Strahlungsenergie E = h · ν. Besonders wirksam ist vor allem die UV-Strahlung. Strahlungsenergie kann chemische Reaktionen auslösen, da durch sie Bindungselektronen angeregt werden. Dadurch werden Bindungen gelockert und können durch Oxidationsmittel angegriffen werden. Aktivierbar sind vor allem ungesättigte Verbindungen. Zum Vergilben muss das Papier also entsprechende Verbindungen enthalten.

Papier, das aus reiner Cellulose besteht, vergilbt nicht. Vergilbendes Papier besteht aus schlecht gereinigter Cellulose oder es enthält als Füllstoff Holzschliff. In diesen billigen Papiersorten ist reichlich Lignin vorhanden. (Zur Zusammensetzung von Holz klicke hier.)

Zunächst werden durch die UV-Strahlung der Sonne die Doppelbindungen des Lignins aktiviert und so für den Angriff durch Sauerstoff vorbereitet. Weitere Angreifer sind in der Luft enthaltene Radikale wie das Hydroxyl HO·. Erwähnt werden muss auch das stark oxidierende, Sauerstoff übertragende Ozon.

Die gelbe Farbe des bestrahlten Papiers rührt von chinoiden Verbindungen her. In diesem Zusammenhang sei daran erinnert, dass die Farbe des Benzochinons Gelb ist. Chinone oder chinoide Verbindungen entstehen durch Oxidation von Phenolen, die im Lignin stark vertreten sind.

Holz ist ein natürlicher Verbundwerkstoff und ähnelt Stahlbeton. Lignin ist sozusagen der Zement, der die Cellulosefibrillen (quasi Moniereisen) zusammenhält. Wird das Lignin durch die Strahlung zerstört, so wird das Papier nicht nur gelb, sondern auch brüchig.

Insgesamt ähneln die chemischen Reaktionen des Vergilbens denen der Holzzerstörung durch Pilze.

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