不同方法及溫度處理對人工琥珀成型的影響

姜云龍，李宇潔，李江勇，徐金菊，楊云濤，王創，喬利

（信陽農林學院農學院 河南，信陽 464000）

1 引言

標本是專業研究、教學中必不可少的實驗材料。目前標本保存的方法多采用瓶裝或盒裝，需要與空氣接觸，容易受到氣候因素的影響，特別是在潮濕的陰雨天，空氣中整體濕度較大，標本會受潮容易發霉，對標本造成嚴重損壞，影響后續使用和保存研究價值[1]。琥珀標本的制作設想來源于自然界中的琥珀化石，模擬自然界中的琥珀化石進行人工琥珀的制作，可將標本永久保存，最大限度的克服干燥針插法的缺點，同時也可節省各種設備與空間，不但滿足研究、教學需要，還是一種優質的生態文創產品[2,3]。如利用環氧樹脂AB 膠可將帶有特征病害的植物葉片制作為琥珀標本，可將病葉標本與空氣完全阻隔，保留其病癥特征，長期保存，方便教學與研究使用。

利用環氧樹脂AB膠制作標本，具有獨特的藝術性和良好的市場應用前景[4]，可應用教科研領域，保存較易損壞的標本，或者相關的動、植物標本，實現多次重復使用[5]。目前利用環氧樹脂AB 膠所制作的人工琥珀，氣泡數量與膠體透明度是影響成品質量的關鍵因素[6]，目前市售的環氧樹脂AB膠種類繁多，其利用不同方法所制作出的琥珀標本效果不一，且受到其特性的影響，所制作出的琥珀標本會出現較多氣泡，影響其使用價值，目前所采用的消泡技術大多依賴于真空技術，無法應用到更多的實際生產中去，此外如何選擇最具性價比的環氧樹脂AB膠和有效地處理氣泡、提高膠體透明度是影響制作品質的關鍵，目前尚未見到關于解決氣泡，設置適宜溫度及性價比方面的研究報道。

本試驗通過不同的制作方法和不同溫度設置的探索，找出適合其凝固的溫度范圍，顯著減少氣泡產生，提高透明度，從而提升制作的質量與效率，對比現有的真空消泡技術，提供更多的技術選擇，同時降低制作成本，為永久標本的制作提供參考。

2 材料與方法

2.1 試驗材料

1 號樣品黑金膠、2 號樣品高清膠、4 號樣品黃金膠（深圳市美藍珠寶首飾有限公司）；3 號樣品超清膠（深圳市聚恒創電子材料有限公司）；5號樣品鉆石膠（福建省德化縣夙攸電子商務有限公司）（表1所示）；鼓風干燥箱（上海喆圖科學儀器有限公司）；硅膠模具（深圳市得意洋洋橡塑科技有限公司）；電子天平（浙江省軍勝輝益家居電子商務有限公司）；塑料滴管（江蘇大唐醫療器械有限公司）；手機拍攝（華為榮耀20）。

表1 樣品基本信息表

2.2 試驗方法

2.2.1 常規方法 將AB 膠按照3:1 的比例倒入暫存杯中進行配比，用膠量為（4.5±0.2）g:（1.5±0.2）g。在暫存杯中攪拌，攪拌時間為85～90s，后倒入硅膠模具（2.5cm×2.5cm×2.5cm）中靜置，一組放入鼓風干燥箱內溫度為16℃～20℃、26℃～30℃、36℃～40℃處理下，另一組置于室溫條件下（10℃～28℃），直至凝固。

2.2.2 改進方法 將倒入模具的膠置于60±2℃條件下，處理5min，待AB膠被加熱為近乎液體后拿出，一組放在室溫條件下，另一組放在鼓風干燥箱內，溫度為26℃～30℃，直至凝固。

3 結果與分析

3.1 常規處理對成品的影響

3.1.1 室溫 處理參數及效果如表2，表3 和圖1 所示，當溫度≥15℃且靜置時的平均溫度能夠達到15℃以上時，五種樣品均能夠在17～22h 內凝固（凝固標準為順利脫模）。當平均溫度為15℃～17℃時，1、3 號樣品凝固不徹底，手觸能明顯感覺到柔感，整體硬度欠佳。當24h內的平均溫度達到20℃時，所有樣品均可以在17～22h內正常凝固，且能夠順利脫模，整體硬度較好。當溫度＜15℃且靜置時平均溫度在9℃～15℃時，則五種樣品能夠在30～36h內凝固（5號樣品最長凝固時間可達60h）。當樣品60h后仍未凝固，則此次試驗的此種樣品將永遠不能凝固。五種樣品在室溫下凝固后均有氣泡產生，且受到氣泡的影響，透明度相對較低。

圖1 常規室溫處理成品圖

表2 常規處理室溫條件下參數指標

表3 常規室溫處理下樣本參數指標

3.1.2 控溫度處理 當溫度≥40℃時，所有樣品都不能正常凝固，具體表現為表層呈現粘稠的狀態，下部凝固不徹底，當溫度在26℃～30℃之間時，所有樣品均能夠在15h內凝固（參數見表4，表5和圖2）。

表4 常規處理控溫條件下參數指標

表5 常規烘箱處理下樣本參數指標

圖2 常規控溫處理成品圖

在室溫和鼓風干燥箱條件下，5 種樣品均有氣泡，具體表現如下：

氣泡數（如圖2所示）：4號＞1號＞5號＞3號＞2號；2號氣泡最少，4號氣泡最多。

透明度：受到氣泡影響，透明度同上，2 號透明度最高。

凝固時間及凝固效率：利用普通方法所進行的試驗下，5 號樣品在室溫下凝固較慢，整體凝固時間慢于其它樣品，但在鼓風干燥箱內無此種現象。

綜上所述，2號樣品整體表現較為優越，4號整體表現較差。

3.2 改進方法下的試驗結果與分析

3.2.1 室溫 所有處理均可正常凝固，當溫度≥15℃且24h內平均溫度能夠達到15℃以上時，5種樣品均能夠正常脫模，但部分樣品手觸有柔感。在室溫條件下，溫度能夠達到17℃～28℃時，5種樣品均能夠在17～22h內凝固，且手觸無柔感。成色也較常規方法好（表6，表7和圖3）。

圖3 改進室溫處理下成品圖

表6 改進處理室溫條件下參數指標

表7 改進室溫處理下樣本參數指標

3.2.2 控溫度處理 在鼓風干燥箱內，26℃～30℃條件下，均能于10～15h內凝固，且整體硬度較好，未出現手觸柔感現象，所進行的試驗中，均未出現未凝固的現象（表8，表9和圖4）。

表8 改進處理控溫條件下參數指標

表9 改進烘箱處理下樣本參數指標

改進方法下的所有處理，室溫和鼓風干燥箱條件下，消泡效果均有所提升。其中2 號樣品在視覺呈現下所見基本已無氣泡，4 號樣品相較于普通方法，整體消泡效果可提升80%，但仍有部分氣泡。

具體表現為氣泡數（如圖4所示）：4號＞1號＞5號＞3號＞2號；2號氣泡最少，視覺所見已基本無氣泡，4號氣泡最多。

圖4 改進控溫處理下成品圖

透明度：受到氣泡影響，透明度同上，2 號透明度最高。

凝固時間及凝固效率：利用改進方法所進行的試驗下，5 號樣品在室溫下仍然凝固較慢，整體凝固時間慢于其它樣品，相較于其它樣品，整體凝固慢于其它樣品3～6h，但在鼓風干燥箱內無此種現象。

綜上所述，相對比普通方法所進行的試驗，整體提升較大，其中4號樣品尤為顯著，但仍有些許氣泡，2號樣品視覺所見已基本無氣泡。

4 討論與結論

昆蟲是農業以及生物學不可或缺的科研和實驗教學材料，同時也是生命科學的基礎研究資料，在已知的昆蟲種類中，全世界的昆蟲可能有將近1000萬種，占據了地球生物物種的一半，但目前被命名的昆蟲種類僅有100 萬種，且被完整有效保存的昆蟲種類更是少之又少，影響人類對其進行研究與探索，同時，昆蟲對于農業生產具有重要的意義，它深刻地影響著農業的發展與生產，因此，完整有效的長期保存昆蟲標本，具有重要的實際意義。

相較于自然琥珀，人工琥珀的制作存在些許問題，因為受到制作過程中出現的氣泡的影響，其通透性相對較低，本試驗利用常見的器械與物品，對其進行進一步研究與探索，解決其通透性問題，以此應用到標本琥珀的制作中去，可以更好的保存昆蟲或其它動植物標本，具有良好的應用前景與實際意義。

從環境保護的角度出發，傳統的琥珀標本制作多采用松香或脲醛樹脂，且需要添加容易對環境產生污染的物質，所制作的成品中，透明度相對較低，且質地較脆，無法切合實際應用到實際中[7]。采用環氧樹脂AB膠，可以極大的避免以上問題，成品容易保存，不易損壞，適合長期使用[8]。本次試驗所用的改進方法可減少其氣泡的產生，且能夠提高其透明度，在操作過程中未對環境產生污染。環氧樹脂AB 膠在正常使用與保存下對人體與自然環境無害，也可應用到個人及集體的教研用或藝術性琥珀制作[9]。試驗中發現的其適宜凝固溫度，對于個人以及小范圍制作具有較大參考意義，可最大限度的解決其無法凝固的問題。在進行多次探索后，改進方法需要將AB膠配比完成后將AB膠放入鼓風干燥箱內60℃處理5min，此操作能夠減少氣泡的產生，也能夠提升其透明度。

在試驗過程中，發現樣品在正常配比下未能凝固的原因有兩個，一是因為試驗樣品在靜置后溫度過高或過低，二是因為試驗操作手法存在操作問題。具體表現為，攪拌完畢后，將暫存杯中的樣品倒入硅膠模具中，在倒入的過程中若感到粘稠度不一，即開始傾倒過程中，密度較小的液體先流入硅膠模具中，后者密度較大的液體在傾倒時明顯感覺流速變慢，此種現象容易導致樣品出現較多波紋，氣泡也較多，且基本不能正常凝固。詳細原因為，AB 膠未能夠被充分攪拌融合，此現象通常與攪拌速率有關。

此種現象可通過改進方法進行解決，在60℃高溫下，可使AB 膠融化，有助于其相互進行融合，若在試驗過程中，出現上述現象，可通過改進方法進行處理解決。通過實驗可知，26℃～30℃為最適宜其凝固的溫度，可在10～15h 內凝固。當樣品靜置時的24h 內的溫度低于9℃時，則無法正常凝固。在冬季氣溫較低時，盡可能利用調節溫度的設備進行制作才能發揮出環氧樹脂AB 膠應有的效能。具體梯度溫度的凝固時間可參考表2、表6和表8。試驗數據表明，在相對高溫的條件下，環氧樹脂AB 膠的成效表現要好于低溫，但最高溫度不得高于40℃，否則會造成非正常凝固，本試驗所選用常規方法所制作的成品圖片，受溫度影響較大，在溫度相差較大時其成效表現不一，不同溫度梯度下的成效差異較大，但在改進方法下所進行的試驗中，所有樣品的成效表現均無太大區別，無論在常溫還是在鼓風干燥箱環境條件下，只要樣品經過改進方法處理，其整體成效表現均要好于常規方法所制作的樣品；經過五種樣品在試驗中的表現，結合樣品的實際價格，得出以下結論：無論在何種條件下，2號樣品的表現均為最好，3 號樣品的表現接近于2 號樣品，其余三種樣品相較于2、3 號樣品均有較大差距，4 號樣品為1kg 規格下市面價格最高的樣品，其表現較差。綜上所述，2 號樣品（高清膠）最具有性價比，其次是3號樣品（超清膠），其余三種樣品性價比相對較低。本試驗仍然有不足的地方，受限于自然溫度的影響，目前階段無法做出自然溫度下40℃及其以上的試驗，只能在鼓風干燥箱內進行試驗，具有一定的局限性，需要進一步探索在多種自然溫度下試驗其環氧樹脂AB膠的效能。

本試驗基于在以往試驗的探索下，發現出一種可消除氣泡的制作方法，同時在市售的多種環氧樹脂AB 膠中，挑選出最具性價比的種類，在此方法的基礎上進行標本琥珀的制作，利用環氧樹脂AB 膠所制作的琥珀，不僅僅局限于昆蟲或動植物的標本，只要大小與高度合適，且具有適合的模具，都可放置到琥珀標本中去，為昆蟲或其它標本的良好保存提供更多的方法與選擇。