珍珠固色技术研究

2018-11-30李映华李月杨军

科技与创新 2018年18期

李映华，李月，杨军

珍珠固色技术研究

李映华1，李月1，杨军2

（1.云南省珠宝玉石质量监督检验研究院，云南昆明 650051；2.丽江市质量技术监督综合检测中心，云南丽江 674100）

珍珠固色的主要对象是染色后会发生褪色的珍珠，目的主要是提高珍珠染色以后在酸中的稳定性以及在室温中的稳定性，为珍珠保持美丽的光泽创造条件。珍珠的固色相对于固色剂在纺织物、皮革上的应用来说，还处于一个新的阶段，以后还需要做大量的实验进行研究，以提高其固色效果，为珍珠的固色作出一定的突破。

珍珠；固色；染料；脱水处理

1 珍珠的染色

将珍珠浸入配制好的染液中，染料便会快速地被吸附在珍珠的表皮，并与染料的浓度达到吸附平衡。在染色的过程中，耗时最多的是染料向珍珠的内部扩散过程。如果珍珠预先经过脱水处理，则有助于染料随水分的平衡，从而快速扩散到珍珠内部，以缩短染色时间。染料的扩散是一种浓度平衡的过程，染料的固着是纯化学性质的固着，即珍珠与染料间相互起化学作用而把染料固着在珍珠上。

2 珍珠的褪色

珍珠染色以后，一般会因遇酸、碱而发生褪色，但在不同的pH值下其褪色情况不同，酸性、碱性越强，褪色也会越快。此外，还与温度有关，温度越高褪色越快。

3 珍珠的固色实验

实验选择染色效果较好的蓝色珍珠，采用金属离子固色。

3.1 珍珠固色实验目的

珍珠染色后一般都会发生不同程度的褪色，不同色系的染色珍珠褪色程度不同，有的在酸环境下会褪色，有的在碱环境下会褪色，有的是在酸和碱的环境下不褪色，但随着时间的推移也会自然褪色。实验目的就是找出影响珍珠固色的重要因素并进行优化，使染色后的珍珠能较长时间不褪色。

3.2 珍珠固色实验原理

本文用金属离子置换甲基兰结构式中的钠离子，从而达到固色的目的。采用甲基蓝染成蓝色的珍珠，通过在原来的染料中加入不同的金属离子，从而使金属离子与染料发生反应，在珍珠表面形成一层金属化合物，把珍珠染色以后的颜色固色，使固色以后的珍珠能够比染色的珍珠在不同的pH溶液中保持更长的时间，从而达到固色的目的。

3.3 珍珠固色实验过程

3.3.1 实验所用的试剂和仪器

实验所用试剂及其质量分数如下：碳酸钙（≥ 99.8%）、苯（99.5%）、氨水（25%～28%）、硫酸铜（≥99.8%）、甲醇（≥99.5%）、无水乙醇、十二烷基硫酸钠（≥59%）、蒸馏水、丙酮（≥99.5%）、碘化钾（≥98.5%）、铬酸钾（≥99.8%）、浓盐酸（≥99.8%）、烧杯、电炉等。

3.3.2 染色珍珠的固色实验

3.3.2.1 铜离子固色

分别配制质量分数为10%的CuSO4溶液（蓝色）2杯，配制好以后把染好色的珍珠分别放入溶液中，一杯加热到50 ℃，另一杯不加热。不加热的杯固色30 min后取出珍珠观察，发现珍珠比染色前变得更蓝，但是放置1 d以后，取出珍珠观察发现珍珠表面受到了严重腐蚀，珍珠层受到严重破坏，用水清洗后珍珠层可以用手剥掉。加热50 ℃的杯加热5 h以后珍珠表面同样受到了腐蚀。

实验分析：用pH值纸测试质量分数为10%的CuSO4的酸性达到了2，说明珍珠之所以会开始变蓝是因为质量分数为10%的CuSO4溶液（淡蓝色）将珍珠染色，珍珠层受到了酸的腐蚀，严重破坏。

3.3.2.2 钾离子固色

分别配制质量分数为10%的KI溶液（无色）2杯，配制好以后把染好色的珍珠分别放入溶液中，一杯加热到50 ℃，另一杯不加热。不加热的杯放置1 d以后发现，珍珠不仅没有把蓝色固住，反而完全褪色。加热至50 ℃的那杯保温5 h后也发现珍珠完全褪色。

实验分析：用pH值试纸测试质量分数为10%的KI的酸性，其pH=7，与染色后pH=7的褪色情况大致一样，说明用钾离子溶液不能固色。

3.3.2.3 铬离子固色

分别配制质量分数为10%的K2CrO4溶液（黄色）2杯，配制好以后把染好色的珍珠分别放入溶液中，一杯加热到50 ℃，另一杯不加热。不加热的那杯放置1 d以后，珍珠由蓝色变成了黄色，加热至50 ℃的那杯保温5 h以后，珍珠也由蓝色变成了黄色。

实验分析：珍珠由蓝色变成了黄色，说明质量分数为10%的K2CrO4有染色作用，把珍珠由蓝色染成了黄色，加热至50 ℃时染色快一些，不加热时慢一些。

3.3.2.4 钙离子的固色

分别配制质量分数为10%的Ca（OH）2溶液（黄色）2杯，配制好以后把染好色珍珠分别放入溶液中，一杯加热到50 ℃，另一杯不加热，不加热的杯放进去5 min以后完全褪色，加热的杯热就立即褪色。

实验分析：用pH试纸测得质量分数为10%的

Ca（OH）2溶液的pH值为12，属于强碱性，使染色的珍珠完全褪色。

3.3.3 直接在染料中加入金属离子固色

此方法就是在原来的染色配方中加入相应的金属离子，使金属离子与原染料发生化学反应，在珍珠表面形成一层金属化合物，从而把珍珠颜色固住。

3.3.3.1 钾离子固色

钾离子固色使用的是KI，由于在原来的染料中就有助溶剂KI，所以，在用钾离子固色时，就不必在染料中加入钾离子固色，因为它与染色以后的效果是一样的，即不能把珍珠的颜色固住。

3.3.3.2 铜离子固色

铜离子固色使用的是CuSO4，在原来的染料中加入0.5 g的CuSO4，一杯加热保温至50 ℃，另一杯不加热，放置1 d后，两杯都发现在珍珠的表面形成了染料层，这种染料层用清水清洗后，可以用刷子把它刷洗掉，说明铜离子固色失败。

3.3.3.3 钙离子固色

钙离子固色使用的是Ca（OH）2，在原来的染料中加入0.5 g的Ca（OH）2后发现珍珠染色速度变慢，较长时间染不上色，比珍珠染色时的染色效果还差。

3.3.3.4 铬离子固色

铬离子固色使用的是K2CrO4（黄色固体），在原来的染料中加入0.5 g的K2CrO4，保温至50 ℃，3 d以后发现珍珠变黄，分析后发现可能是铬离子把珍珠染成了黄色，与珍珠染色以后加铬离子固色时的情况一样。

实验分析：从上述实验结果可以看出，在染料中加入金属离子，与所含金属离子的化学药品的颜色有关，由于铬酸钾是黄色的，就容易把珍珠染成黄色；由于硫酸铜是蓝色的，就使原本是蓝色的珍珠变得更蓝；由于碘化钾是无色的，就影响不到珍珠的颜色。

3.3.4 染色后在染料中加入金属离子固色

从直接在染料中加入金属离子固色的实验结果中可以看出，使用金属离子固色与所使用的化学试剂的颜色有关，由于珍珠染成的是蓝色，而与蓝色相近的金属离子只有铜离子，所以，选择CuSO4固色。

需要说明的是，与在染料中直接加入金属离子固色实验有所不同，此法必须是珍珠染色完成以后，再在原来的染料中加入CuSO4，溶液配制完成以后，在4杯染色溶液中分别加入铜离子0.5 g、1 g、1.5 g、2 g。同样，分别采取一杯加热、一杯不加热的方法实验，实验后发现加热的温度越高，染料与金属离子反应的就越快，加热的时间就越短；反之，加热的温度越低，加热的时间就变长。加热到80 ℃以5 min为宜，加热至20 ℃以1 d为宜。但加热时间越长，珍珠的颜色就会变得越不均匀。

将配制好的溶液等比例稀释成4份，再加入铜离子固色，铜离子的质量分数为5%，10%，15%，20%.经实验后发现，颜色变化分别为无变化、加深、偏紫、蓝紫。实验证明，质量分数为5%的铜离子是最佳的，固色以后光泽较好，颜色与染色以前相比，变为深蓝。而质量分数为10%，15%，20%的铜离子固色以后，珍珠光泽暗淡，颜色不均匀，且颜色发生变化，变成蓝紫色。这主要是因为CuSO4的pH值为2，受到CuSO4的腐蚀，导致珍珠光泽暗淡，颜色发生变化。这种现象随着铜离子浓度的增加而逐渐明显。

3.3.5 固色实验的测定

对固色实验与染色实验的颜色接近的蓝色珍珠进行测试，把它们分别放入pH为5，6，7，8，9，10的溶液中测试其颜色变化。

通过观察发现，固色以后的珍珠在酸性条件下是不褪色的，在中性条件下褪色较少，在碱性条件下褪色只是时间长短的问题，碱性越强褪色越快，pH=10的5 min以后褪色，pH=9的30 min以后褪色，pH=8的1 d以后褪色。