隨著琥珀的市場(chǎng)價(jià)值提高和資源逐漸減少，一些廉價(jià)的替代品被開(kāi)發(fā)出來(lái)。除了利用琥珀碎屑再造以外，一些非琥珀成分的仿琥珀制品也充斥市場(chǎng)。特別是近期環(huán)氧樹(shù)脂與琥珀合成材料的出現(xiàn)，挑戰(zhàn)了再造琥珀、仿琥珀的工藝方法，與天然琥珀極其相像。本文收集了撫順、緬甸琥珀以及環(huán)氧樹(shù)脂與這兩種琥珀各自合成的材料，使用傅立葉紅外變換光譜儀，采用反射法測(cè)試了所有樣品的紅外吸收光譜，并結(jié)合基底環(huán)氧樹(shù)脂的紅外吸收光譜對(duì)其進(jìn)行了比對(duì)性研究，可以發(fā)現(xiàn)環(huán)氧樹(shù)脂與琥珀合成后各自的譜峰歸屬。

關(guān)鍵詞：環(huán)氧樹(shù)脂 合成琥珀 紅外光譜   

這種最新的環(huán)氧樹(shù)脂與琥珀合成工藝，由占百分比的如下成分組成：天然琥珀顆?；蚍勰?0%～60%，雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂25%～30%，高強(qiáng)度固化劑20%～25%，色劑余量。該項(xiàng)技術(shù)所稱的合成琥珀由于采用天然琥珀作為主要原料，再由人工經(jīng)過(guò)200℃～300℃高溫使之產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并溶合，經(jīng)過(guò)提純、固化和冷卻，形成琥珀合成材料。該種合成琥珀的特點(diǎn)，是材料中溶入一定量的天然琥珀成分，不僅外觀上與天然琥珀極其相像，而且由于有效萃取了天然琥珀熒光成分，在長(zhǎng)短波紫外熒光下呈現(xiàn)與天然琥珀相同的熒光反應(yīng)，透明度、凈度甚至比天然琥珀品質(zhì)還高，工藝精細(xì)、完美，形狀不受限制，可以生產(chǎn)各種類型的工藝品，應(yīng)用十分廣泛且價(jià)格低廉，有非常好的市場(chǎng)前景。該技術(shù)的重要意義在于，可以使十分珍貴且資源有限的天然琥珀碎料、廢料被有效利用，與傳統(tǒng)的琥珀再造和琥珀仿制工藝又有明顯區(qū)別。

琥珀再造和仿制品的寶石學(xué)研究前人已經(jīng)有很成熟的成果。再造琥珀是以天然琥珀顆?；蚍勰樵?，在高溫和壓力下使其粘結(jié)。其特點(diǎn)是材料中沒(méi)有其他成分，天然琥珀的成分基本沒(méi)有改變，但由于提純難度大，材料中的天然外皮或雜質(zhì)融化后難以與琥珀均勻混合，會(huì)在局部形成有規(guī)律的血絲和雜質(zhì)，并且由于再造琥珀是在琥珀軟化并非完全融化時(shí)施加壓力粘結(jié)，導(dǎo)致顆?；蚍勰┱辰Y(jié)時(shí)其邊緣會(huì)留下較明顯的結(jié)合痕跡，以上原因使再造琥珀的美觀程度大幅度降低，難以給人完美愉悅的感覺(jué)。仿琥珀則是使用聚苯乙烯、酚醛塑料、有機(jī)玻璃、賽璐珞、氨基塑料、醇胺樹(shù)脂等非琥珀原料，通過(guò)加入色劑、混合、固化、澆鑄或加工，生產(chǎn)出琥珀的仿制品。

華東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院王瑛博士等曾對(duì)類似的琥珀合成材料進(jìn)行過(guò)研究，與本技術(shù)不同的是，王瑛博士所研究的標(biāo)本是“使用琥珀碎屑與某些高分子材料混合后燒結(jié)而成，其外觀也表現(xiàn)出有不同物質(zhì)組成的特點(diǎn)，且各組成部分的紫外熒光不同?！倍炯夹g(shù)，是使用琥珀顆?；蚍勰┡c雙酚A型環(huán)氧樹(shù)脂通過(guò)高溫，使之發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并熔溶，通過(guò)提純，使其外觀表現(xiàn)看不到不同物質(zhì)組成的特點(diǎn)，其紫外熒光下也不能發(fā)現(xiàn)其他組成部分。前者是使用物理方法使之燒結(jié)，后者是使用物理、化學(xué)方法使之熔溶；前者各組成部分獨(dú)立存在，后者通過(guò)化學(xué)反應(yīng)和提存各組成部分已融為一體；前者的紫外光下呈現(xiàn)的是高分子材料淺淡的熒光反應(yīng)中琥珀碎屑各自獨(dú)立的深色熒光；后者則為均勻的、一致的、類似于天然琥珀的熒光反應(yīng)。

2、材料命名

材料被命名為合成琥珀，是從現(xiàn)代漢語(yǔ)“合成”的廣義定義和部分琥珀產(chǎn)地?cái)?shù)十年約定俗成稱呼的角度，充分研究GB／T16552《珠寶玉石名稱》、GB／T16553《珠寶玉石鑒定》和合成寶石學(xué)理論基礎(chǔ)上確定的。

《現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典》關(guān)于合成一詞共有兩種含義（1）由部分組成整體；（2）通過(guò)化學(xué)反應(yīng)使成分比較簡(jiǎn)單的物質(zhì)變成成分復(fù)雜的物質(zhì)。本技術(shù)即是由琥珀、人工樹(shù)脂兩種簡(jiǎn)單物質(zhì)通過(guò)高溫產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)變成的成分復(fù)雜物質(zhì)，完全符合合成的定義。

本技術(shù)的目的，是為了制作與天然琥珀更為接近的工藝品，并且琥珀成分也通過(guò)化學(xué)反應(yīng)融入到材料之中，依照究GB／T16552《珠寶玉石名稱》、GB／T16553《珠寶玉石鑒定》的相關(guān)規(guī)則，將其命名為再造琥珀（不添加其他成分）或仿琥珀（非琥珀材料）均不合適，結(jié)合中國(guó)琥珀產(chǎn)地遼寧撫順地區(qū)從二十世紀(jì)七十年代即開(kāi)始加工合成琥珀的歷史和該地區(qū)對(duì)合成琥珀約定俗成的稱呼，將其定名為合成琥珀。其本質(zhì)屬于通過(guò)合成的方法制作的新型仿琥珀。

需要指出的是，這里所稱的合成琥珀與GB／T16552《珠寶玉石名稱》中所述的合成寶石并不是一個(gè)概念，所謂合成寶石是完全或部分為人工制造且自然界有已知對(duì)應(yīng)物的晶體、非晶質(zhì)體或集合體，其物理性質(zhì)、化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)與所對(duì)應(yīng)的天然珠寶玉石基本相同。主要是根據(jù)晶體生長(zhǎng)的基本理論，使用單晶的合成方法產(chǎn)出人工、半人工的無(wú)機(jī)合成材料。琥珀作為有機(jī)寶石目前尚無(wú)法使用單晶合成的方法，但由于合成琥珀的客觀存在以及近半個(gè)世紀(jì)的約定俗成的名稱沿用，并不能因此否定合成琥珀名稱的存在。

3.1樣品的來(lái)源

撫順琥珀+樹(shù)脂，緬甸琥珀+樹(shù)脂，環(huán)氧樹(shù)脂，撫順琥珀，緬甸琥珀樣品來(lái)源于撫順某合成琥珀生產(chǎn)廠。

3.2 FTIR測(cè)試

紅外光譜測(cè)試采用Spectrum GX傅里葉變換紅外光譜儀(Perkin-Elmer公司)，分辨率為4cm^-1，掃描信號(hào)累加32次，測(cè)試范圍為4000～400cm^-1.

4.1純緬甸琥珀、撫順琥珀的紅外光譜特征

圖1.純緬甸琥珀、撫順琥珀的紅外光譜圖

從圖1發(fā)現(xiàn)，緬甸琥珀中由飽和鍵C-H伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的強(qiáng)吸收帶出現(xiàn)在2920.87cm^-1(不對(duì)稱伸縮振動(dòng))和2866.25cm^-1（對(duì)稱伸縮振動(dòng)），與之對(duì)應(yīng)的（-CH2-,-CH3）彎曲振動(dòng)的吸收峰出現(xiàn)在1455.66cm^-1和1376.03cm^-1，由此表明純緬甸琥珀的基本結(jié)構(gòu)為脂肪族結(jié)構(gòu)^-1。由羰基C=O伸縮振動(dòng)[1-6]產(chǎn)生的吸收峰出現(xiàn)在1724.07cm^-1和1696.08cm^-1，1152.71cm^-1是C-O伸縮振動(dòng)峰，對(duì)應(yīng)的C-O彎曲振動(dòng)峰出現(xiàn)在1027.13cm^-1和974.02cm^-1處。

從圖1.還可以發(fā)現(xiàn)，撫順琥珀中由飽和鍵C-H伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的強(qiáng)吸收帶出現(xiàn)在2927.09cm^-1(不對(duì)稱)和2869.22cm^-1（對(duì)稱），與之對(duì)應(yīng)的（-CH2-,-CH3）彎曲振動(dòng)的吸收峰出現(xiàn)在1456.43cm^-1和1376.54cm^-1，由此表明純撫順琥珀的基本結(jié)構(gòu)也為脂肪族結(jié)構(gòu)。由羰基C=O伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的吸收峰出現(xiàn)在1721.17cm^-1和1697.04cm^-1，而1151.70cm^-1是C-O伸縮振動(dòng)峰，對(duì)應(yīng)的C-O彎曲振動(dòng)峰則出現(xiàn)在1031.92cm^-1和976.13cm^-1處。

緬甸琥珀1226.36cm-1出現(xiàn)的O-H彎曲振動(dòng)峰比撫順琥珀對(duì)應(yīng)的1230.16cm^-1處吸收明顯，這說(shuō)明緬甸琥珀中存在明顯的-COOH，這一點(diǎn)也表現(xiàn)在3525cm^-1附近O-H鍵吸收略強(qiáng)。

另外對(duì)比兩者琥珀中的特征峰1724 cm^-1和1695 cm^-1附近的吸收峰強(qiáng)度比可見(jiàn)：緬甸琥珀的1724 cm^-1處吸收峰大于1695 cm^-1的吸收峰，而撫順琥珀的1724 cm^-1處吸收峰明顯小于1695 cm^-1的吸收峰，因此，充分利用各類琥珀中都存在的由羰基C=O伸縮振動(dòng)產(chǎn)生的吸收峰在1724cm^-1和1695cm^-1吸收比的變化規(guī)律，建立各地不同品種的琥珀標(biāo)準(zhǔn)紅外譜圖庫(kù)，分析合成琥珀中兩個(gè)特征吸收峰重疊后的弱吸收偏移量，可用于合成琥珀中加入琥珀的產(chǎn)地的鑒別。

圖1中緬甸和撫順琥珀都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與環(huán)外雙鍵C=C相關(guān)聯(lián)[1-6]的3082 cm^-1，1645 cm^-1, 889 cm^-1附近的一組吸收峰,環(huán)外雙鍵在漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化中已經(jīng)消失。

4.2純環(huán)氧樹(shù)脂的紅外光譜特征

圖2.純環(huán)氧樹(shù)脂的紅外光譜圖

圖2為純環(huán)氧樹(shù)脂的紅外光譜圖，其中3418.70cm^-1是O-H伸縮振動(dòng)特征峰，3035.39cm^-1是苯環(huán)上C-H鍵伸縮振動(dòng)峰， 1509.13cm^-1和1607.29cm^-1處是苯環(huán)特征吸收峰，697.90cm^-1、769.77cm^-1是環(huán)氧樹(shù)脂中苯環(huán)峰。827.26cm^-1和915.16cm^-1處是環(huán)氧基特征吸收峰，1033.73 cm^-1是C-O鍵的吸收峰，純環(huán)氧樹(shù)脂中沒(méi)有1724附近琥珀的C=O特征吸收峰。

4.3合成琥珀的紅外光譜特征

圖3合成琥珀的紅外光譜圖

圖4、圖3的局部放大圖

圖3中上面是撫順琥珀+樹(shù)脂合成琥珀的譜圖，中間是為緬甸琥珀+樹(shù)脂合成琥珀的譜圖，下面是純樹(shù)脂的對(duì)比圖。從圖3得知，緬甸琥珀+樹(shù)脂合成琥珀中1724cm^-1附近的吸收峰不明顯，對(duì)譜圖放大后發(fā)現(xiàn)1741.06 cm^-1的弱吸收峰（如圖4所示）包含了微弱的1724.42 cm^-1吸收峰，而1152.71cm^-1、1027.13cm^-1