人造琥珀的制作方法与天然琥珀的鉴别

1、 人造琥珀的制作方法与天然琥珀的鉴别摘要：本文是对琥珀的制备方法, 原料的选取、制作中出现的问题以及天然琥珀的鉴别进行了讨论。人工制备琥珀最常见的方法 是溶解和聚合, 而用聚合方法制作出来的产品效果最好。文中重点介绍了溶解法和聚合法制作人造琥珀的方法, 并结合人造琥珀的性能要求及制作过程, 指出了制作中可能出现的问题及其解决方法。并且包含对天然琥珀的的鉴别方法。关键词:人造琥珀；制作方法；鉴别1.引言 琥珀是史前松树脂的化石, 形成于4000 万年至6000 万年前, 琥珀的主要成分是碳, 氢, 氧以及少量的硫, 硬度2 -3 , 比重1 .05 -1 .10 , 熔点150C -180C ,

2、 燃点250C -375C 。 它晶莹剔透、玲珑别致, 可谓饰物之上品。在黄褐色的透明体内, 包含着栩栩如生的昆虫或青翠欲滴的植物, 这是古代松柏类植物树脂滴下时恰巧粘裹住活的物体而形成的化石。要形成一颗展翅欲飞的小虫琥珀、一个含苞欲放的野花琥珀, 真是千载难逢。因此, 天然琥珀价格昂贵, 并且人类收藏的数量甚少,难以满足人们将其作为高级工艺装饰品的需求。人造琥珀以其外表美观逼真, 价格低廉等特点, 越来越受到人们的青睐。 人造琥珀的制作方法有多种 ,本文介绍两种方法, 分别是溶解、聚合的方法。2.溶解的方法制作人造琥珀2.1原料的选择 主要原料及试剂 原料:废弃的有机玻璃 。 试剂:氯仿或丙

3、酮。 主要仪器:医用注射器、毛笔、烧杯、玻璃皿、橡皮筋、塑料薄膜。2.2原料液的制备 将有机玻璃碎片粉碎, 装入锥形瓶内, 加入氯仿, 盖紧瓶盖, 放数日, 让其自然充分溶解。二者配比, 要由溶液的稀稠而定, 以调成鸡蛋清样的稠度为宜, 可以自己把握, 稠了再加氯仿, 稀了可加有机玻璃, 但必须让其彻底溶解, 这样, 有机玻璃透明体就配好了。2.3虫标本的冲洗漂洗:将标本轻放入盛有丙酮或苯的烧杯中,蒙上塑料薄膜并用橡皮筋将烧杯口封住, 30 分钟后, 即可将标本捞出整形。冲洗:将标本放在玻璃皿(或烧杯)中, 用医用注射器吸取氯仿或丙酮冲洗标本表面, 直至将上面的污物冲净。刷洗:用毛笔醮饱丙酮液

4、, 刷洗甲虫体表, 即可刷净。烘干:通常将洗净的昆虫标本放在通风处晾干, 或在烘箱里烘干, 即新鲜如初。2.4模具的制作 模具可用硬纸折成, 糊成各种需要的形状, 复杂模具也可以用雕刻刀在木板上刻成。模具来源广泛,各种光滑的盛装器皿都可成为待用模具。也可以自己设计模具, 注意模具要有5 10°的脱模角度。2.5人造琥珀灌注成型过程包埋与固化:如果要制作以小甲虫为内容物的人造琥珀工艺品, 应首先选择一个比小甲虫稍大的模具, 如手表大小的空腔。先向模具空腔内加一些透明体, 然后将小甲虫轻轻放入, 再加透明体, 直到把虫体全部覆盖。然后将模具放在清洁干燥处,盖上模具放置一定时间让其固化。脱

5、模及抛光:胶体固化后, 体积收缩, 只要卸掉可拆部分的模具, 将其倒置, 轻轻敲击, 一个晶莹透明的琥珀标本就会脱模而出, 神采奕奕地展现在你面前。修磨棱边并用硬毡蘸玻璃钢抛光蜡将其抛光。待自然干燥后即可得到一块精致的水晶般的人造琥珀。2.6溶剂的回收 由于溶剂氯仿是易挥发液体, 所以在溶胶固化时会挥发大量的氯仿气体, 为了能够节约成本, 根据氯仿的性质可以采用蒸汽冷凝法对氯仿溶剂进行回收。3.聚合的方法制作人造琥珀3.1原料的选择甲基丙烯酸甲酯它的结构式为:过氧化二苯甲酰:制造有机玻璃的引发剂。白色粉末, 易燃烧, 当受到撞击或摩擦容易爆炸。应存放于阴凉干燥通风处,避免日晒, 远离热源和火种

6、。偶氮二异丁腈:引发剂。白色结晶, 有毒, 遇热易分解。应存放于阴凉干燥通风处。邻苯二甲酸二丁酯:制造有机玻璃和其毛塑料的增塑剂。透明油状液体, 属非危险品。3.2生产工艺原料配比如下:组分 单体 过氧化二苯甲酰 偶氮二异丁腈 邻苯二甲酸二丁酯配方1 100 0.04 0.03 3配方2 100 0 0.04 3 根据以上两种配方之一种的配比(重量比)称取各种原料, 放入一个清洁干燥的三角烧瓶中, 混合使其全部溶解, 如有不溶性杂质需过滤。原料总体积不能超过烧瓶容积的1/5.引发和预聚:将烧瓶口用塑料薄膜盖上, 并用布条松松地捆住, 以防止水汽、灰尘等杂质进入和单体蒸汽逸出, 但又不能将瓶口封

7、得密不透气, 以免烧瓶受压过大, 气体无处外逸而爆炸。把烧瓶放人沸水浴中加热, 并不断摇动烧瓶, 使原料受热均匀, 此时瓶内温度可达90以上, 引发剂受热分解, 有气体生成, 并引发单体发生聚合反应, 液体变得越来越粘稠, 等到粘度和纯甘油一样时, 自沸水中将瓶取出, 停止加热, 大约反应10分钟就能达到要求。这时反应仍在继续进行, 还要摇动烧瓶, 同时用冷水冲淋烧瓶外壁, 迅速降温, 终止反应。装模:动植物标本应预先整理、干燥脱水, 然后放入单体中浸透, 赶走所含的空气。用一个适当大小的纸盒做模具, 将标本放入纸盒内, 再倒入料液, 至厚约12mm为止, 此时要注意不能产生气泡。聚合:将盛有

8、料液的盒子放在烘箱里加热, 最初控制烘箱温度为35。经过三、四小时后, 升温至40 45。在这一温度范围内经过两天, 料液可固化为透明固体。如需加厚, 可取出冷却后继续倒入料液再烘, 当达到所需厚度时, 就可以升温至100, 并保持4小时, 使聚合反应进行完全。温度降至室温后, 由纸盒中剥离出标本毛坯, 经机械加工与整理抛光, 即成为一块无色透明的人造琥珀。3.3生产琥珀过程中的几个问题生产安全:用量最大的原料是甲基丙烯酸甲酯。它的蒸汽会使皮肤敏感的人在局部出现红斑、骚痒, 接触高浓度蒸汽时引起流泪、咳嗽、头痛等症状。但只要脱离现场, 呼吸新鲜空气, 这些症状就会很快消失。体重为50kg的成人

9、, 要口服250ml才会严重中毒, 所以使用时中毒的可能性很小。它的主要危险是极易燃烧, 爆炸界限为2.12% 12.5%,就是说它在空气中蒸汽体积达到2.12% 12.5%时, 一遇火花立刻爆炸。所以贮存及生产时要做到空气流通, 防火防爆, 禁止明火, 防止金属撞击产生火花。 过氧化二苯甲酰和偶氧二异丁腈在聚合反应中起引发剂的作用, 都是白色粉末, 易燃。偶氧二异丁腈还有毒。过氧化二苯甲酰受撞击、加热或摩擦时会爆炸, 所以禁止日光照射, 不能靠近火种、热源和易燃物品。以上三种原料属危险品, 但只要遵守操作规程就不会发生危险。邻苯二甲酸二丁酯属非危险品,是增塑剂。这些原料可在化工商店或化学试剂

10、商店买到。手工生产使用三角烧瓶(又叫锥形瓶)进行引发反应, 它比圆底烧瓶使用方便, 容易倾倒和清洗。反应温度的控制:提高反应速度可以缩短生产周期, 但反应速度太快又会发生暴聚。温度越高,反应速度越快。而且聚合反应本身又是放热反应,反应越快, 放出的反应热也越多, 使反应速度更快。这种恶性循环的结果是导致反应速度越来越快, 从而发生暴聚, 沸腾喷出, 生成的固体带有大量气泡,成为废品。在聚合反应刚开始的引发阶段, 料液流动性很大, 通过对流和摇瓶能把热量分散出去, 这时料液温度可以高达95。但料液变粘稠后, 反应温度必须降到42左右(生产上可控制在40 45), 平稳而缓慢地进行聚合反应, 使反

11、应热能及时发散出来。 此外, 在装模时料液高度一次不要超过12mm,如要加厚, 可分批加料。这也是为了防止料液太多,反应热难以散发。聚合反应在40 45进行2d后, 料液已固化,反应基本结束, 为了使聚合反应进行更完全, 再将温度升高到100, 并保持4小时。这时温度最高可以升到120, 但不要超过120。引发剂的使用:甲基丙烯酸甲酯在日光、紫外灯光、辐射、加热和引发剂作用下都可以引发聚合反应。工业生产最常用的方法是加入引发剂并稍加热, 因为这种方法操作简单安全, 容易控制, 成本也低。常用的引发剂就是过氧化二苯甲酰和偶氮二异丁腈。可以同时加入两种, 也可以只加其中一种。如制备彩色产品, 一般

12、只用后者, 用量为0.04%, 因为前者对某些染料有氧化作用, 使染料退色。料液引发后不能放置:不用的料液经过引发后, 降温可以减慢聚合速度, 但不能使聚合反应完全停止。故料液应尽快装模使用, 不要存放, 否则会自行固化。一般在20下只能保存24小时。水分的影响:甲基丙烯酸甲酯若混入水分, 或所用烧瓶等器具附有水汽, 产品表面或内部会出现雾状物;混浊不洁, 降低产品透明度。因此, 所用一切器具都应干燥, 严防水汽混入。产品体积收缩的问题:甲基丙烯酸甲酯液体的相对密度是0.94g/cm3 , 聚合为固体后相对密度为1.17 1.19 g/cm3 , 所以料液聚合后体积会收缩l/5, 这是正常现象

13、。在计算原料用量时, 应该多加入l/5料液。4. 天然琥珀的鉴别实验;天然琥珀质地很轻, 当你把它(无任何镶嵌物的)放入水中时它也会沉入水底。但是您用不着担心。您再将溶解的浓盐水加入其中, 当盐的浓度大于1 比4 时(1 份盐, 4 份水)真琥珀就会慢慢浮起, 而假琥珀是浮不起来的。声音;无镶嵌的琥珀链或珠子放在手中轻轻揉动会发出很柔和略带沉闷的声音。如果塑料或树脂的声音会比较清脆。香味;琥珀在摩擦时只有一点几乎闻不到的很淡的味, 或干脆就闻不出。摩擦会产生香味的琥珀叫“香珀” 。一般琥珀只有燃烧时才会散发出松香味。眼观察;这是鉴别真假琥珀绝招;只要你熟悉了-自然会有这种本事。真琥珀的质地、颜

14、色深浅、透明度、折光率等会随着观察角度和照度的变化而变化。这种感觉是任何其他物质所没有的。就象我们识别真假人, 比如高超的艺术家能制造出惟妙惟肖的人物蜡像, “以假乱真”只是说说而已, 再好的蜡像也逃不脱我们的眼睛。只要你拥有特别喜欢的琥珀超过三种颜色并且超过三个月, 是没有人能骗得了你的。琥珀透明但很温润, 不象玻璃、水晶、钻石那样无遮拦地具有通透性。假琥珀要么很透明要么不透明, 颜色发死、发假。 会感觉到是死气沉沉的冷光。接触琥珀时间较长以后, 凭直觉就能辨别真伪。醚实验;用琥珀粉高温压制的再生琥珀虽然外观很接近天然琥珀, 但是如果抹上一点乙醚, 几分钟后就会有发粘被溶解的感觉。不过, 我

15、曾经抽查多枚我的琥珀, 将其放入乙醚里约20 -30 分钟仍安然无恙。酸碱性;真正的纯天然琥珀对一般的日常酸碱是具有相当的耐腐蚀性的, 因为产自于波罗的海的琥珀很多就是从海里打捞上来的,它们在海里本身就待了上亿年, 如果不耐酸碱我们恐怕早就见不到了。硬度实验;用针呈20 -30 度角轻轻斜刺琥珀背面时(您认为不会对琥珀造 成伤害的位置)会感到有轻微的暴烈感和十分细小的粉渣。如果是硬度不同的塑料或别的物质, 要么是扎不动, 要么是很粘的感觉甚至扎进去。5.结论 人造琥珀可以采取溶解、聚合等方法来制得, 其中溶解的方法最为简单, 聚合的方法比较麻烦, 费时, 但制作出来的产品效果比较好。对于鉴别琥珀以上实验或是不做或是少做, 以免对琥珀造成损坏。参考文献: 1 王泓翊, 曹孚兵.人造琥珀变“害”为“利” J .致富,2004, (15):26. 2 吴自强, 张