不同方法及温度处理对人工琥珀成型的影响

姜云龙，李宇洁，李江勇，徐金菊，杨云涛，王创，乔利

（信阳农林学院农学院 河南，信阳 464000）

1 引言

标本是专业研究、教学中必不可少的实验材料。目前标本保存的方法多采用瓶装或盒装，需要与空气接触，容易受到气候因素的影响，特别是在潮湿的阴雨天，空气中整体湿度较大，标本会受潮容易发霉，对标本造成严重损坏，影响后续使用和保存研究价值[1]。琥珀标本的制作设想来源于自然界中的琥珀化石，模拟自然界中的琥珀化石进行人工琥珀的制作，可将标本永久保存，最大限度的克服干燥针插法的缺点，同时也可节省各种设备与空间，不但满足研究、教学需要，还是一种优质的生态文创产品[2,3]。如利用环氧树脂AB 胶可将带有特征病害的植物叶片制作为琥珀标本，可将病叶标本与空气完全阻隔，保留其病症特征，长期保存，方便教学与研究使用。

利用环氧树脂AB胶制作标本，具有独特的艺术性和良好的市场应用前景[4]，可应用教科研领域，保存较易损坏的标本，或者相关的动、植物标本，实现多次重复使用[5]。目前利用环氧树脂AB 胶所制作的人工琥珀，气泡数量与胶体透明度是影响成品质量的关键因素[6]，目前市售的环氧树脂AB胶种类繁多，其利用不同方法所制作出的琥珀标本效果不一，且受到其特性的影响，所制作出的琥珀标本会出现较多气泡，影响其使用价值，目前所采用的消泡技术大多依赖于真空技术，无法应用到更多的实际生产中去，此外如何选择最具性价比的环氧树脂AB胶和有效地处理气泡、提高胶体透明度是影响制作品质的关键，目前尚未见到关于解决气泡，设置适宜温度及性价比方面的研究报道。

本试验通过不同的制作方法和不同温度设置的探索，找出适合其凝固的温度范围，显著减少气泡产生，提高透明度，从而提升制作的质量与效率，对比现有的真空消泡技术，提供更多的技术选择，同时降低制作成本，为永久标本的制作提供参考。

2 材料与方法

2.1 试验材料

1 号样品黑金胶、2 号样品高清胶、4 号样品黄金胶（深圳市美蓝珠宝首饰有限公司）；3 号样品超清胶（深圳市聚恒创电子材料有限公司）；5号样品钻石胶（福建省德化县夙攸电子商务有限公司）（表1所示）；鼓风干燥箱（上海喆图科学仪器有限公司）；硅胶模具（深圳市得意洋洋橡塑科技有限公司）；电子天平（浙江省军胜辉益家居电子商务有限公司）；塑料滴管（江苏大唐医疗器械有限公司）；手机拍摄（华为荣耀20）。

表1 样品基本信息表

2.2 试验方法

2.2.1 常规方法 将AB 胶按照3:1 的比例倒入暂存杯中进行配比，用胶量为（4.5±0.2）g:（1.5±0.2）g。在暂存杯中搅拌，搅拌时间为85～90s，后倒入硅胶模具（2.5cm×2.5cm×2.5cm）中静置，一组放入鼓风干燥箱内温度为16℃～20℃、26℃～30℃、36℃～40℃处理下，另一组置于室温条件下（10℃～28℃），直至凝固。

2.2.2 改进方法 将倒入模具的胶置于60±2℃条件下，处理5min，待AB胶被加热为近乎液体后拿出，一组放在室温条件下，另一组放在鼓风干燥箱内，温度为26℃～30℃，直至凝固。

3 结果与分析

3.1 常规处理对成品的影响

3.1.1 室温 处理参数及效果如表2，表3 和图1 所示，当温度≥15℃且静置时的平均温度能够达到15℃以上时，五种样品均能够在17～22h 内凝固（凝固标准为顺利脱模）。当平均温度为15℃～17℃时，1、3 号样品凝固不彻底，手触能明显感觉到柔感，整体硬度欠佳。当24h内的平均温度达到20℃时，所有样品均可以在17～22h内正常凝固，且能够顺利脱模，整体硬度较好。当温度＜15℃且静置时平均温度在9℃～15℃时，则五种样品能够在30～36h内凝固（5号样品最长凝固时间可达60h）。当样品60h后仍未凝固，则此次试验的此种样品将永远不能凝固。五种样品在室温下凝固后均有气泡产生，且受到气泡的影响，透明度相对较低。

图1 常规室温处理成品图

表2 常规处理室温条件下参数指标

表3 常规室温处理下样本参数指标

3.1.2 控温度处理 当温度≥40℃时，所有样品都不能正常凝固，具体表现为表层呈现粘稠的状态，下部凝固不彻底，当温度在26℃～30℃之间时，所有样品均能够在15h内凝固（参数见表4，表5和图2）。

表4 常规处理控温条件下参数指标

表5 常规烘箱处理下样本参数指标

图2 常规控温处理成品图

在室温和鼓风干燥箱条件下，5 种样品均有气泡，具体表现如下：

气泡数（如图2所示）：4号＞1号＞5号＞3号＞2号；2号气泡最少，4号气泡最多。

透明度：受到气泡影响，透明度同上，2 号透明度最高。

凝固时间及凝固效率：利用普通方法所进行的试验下，5 号样品在室温下凝固较慢，整体凝固时间慢于其它样品，但在鼓风干燥箱内无此种现象。

综上所述，2号样品整体表现较为优越，4号整体表现较差。

3.2 改进方法下的试验结果与分析

3.2.1 室温 所有处理均可正常凝固，当温度≥15℃且24h内平均温度能够达到15℃以上时，5种样品均能够正常脱模，但部分样品手触有柔感。在室温条件下，温度能够达到17℃～28℃时，5种样品均能够在17～22h内凝固，且手触无柔感。成色也较常规方法好（表6，表7和图3）。

图3 改进室温处理下成品图

表6 改进处理室温条件下参数指标

表7 改进室温处理下样本参数指标

3.2.2 控温度处理 在鼓风干燥箱内，26℃～30℃条件下，均能于10～15h内凝固，且整体硬度较好，未出现手触柔感现象，所进行的试验中，均未出现未凝固的现象（表8，表9和图4）。

表8 改进处理控温条件下参数指标

表9 改进烘箱处理下样本参数指标

改进方法下的所有处理，室温和鼓风干燥箱条件下，消泡效果均有所提升。其中2 号样品在视觉呈现下所见基本已无气泡，4 号样品相较于普通方法，整体消泡效果可提升80%，但仍有部分气泡。

具体表现为气泡数（如图4所示）：4号＞1号＞5号＞3号＞2号；2号气泡最少，视觉所见已基本无气泡，4号气泡最多。

图4 改进控温处理下成品图

透明度：受到气泡影响，透明度同上，2 号透明度最高。

凝固时间及凝固效率：利用改进方法所进行的试验下，5 号样品在室温下仍然凝固较慢，整体凝固时间慢于其它样品，相较于其它样品，整体凝固慢于其它样品3～6h，但在鼓风干燥箱内无此种现象。

综上所述，相对比普通方法所进行的试验，整体提升较大，其中4号样品尤为显著，但仍有些许气泡，2号样品视觉所见已基本无气泡。

4 讨论与结论

昆虫是农业以及生物学不可或缺的科研和实验教学材料，同时也是生命科学的基础研究资料，在已知的昆虫种类中，全世界的昆虫可能有将近1000万种，占据了地球生物物种的一半，但目前被命名的昆虫种类仅有100 万种，且被完整有效保存的昆虫种类更是少之又少，影响人类对其进行研究与探索，同时，昆虫对于农业生产具有重要的意义，它深刻地影响着农业的发展与生产，因此，完整有效的长期保存昆虫标本，具有重要的实际意义。

相较于自然琥珀，人工琥珀的制作存在些许问题，因为受到制作过程中出现的气泡的影响，其通透性相对较低，本试验利用常见的器械与物品，对其进行进一步研究与探索，解决其通透性问题，以此应用到标本琥珀的制作中去，可以更好的保存昆虫或其它动植物标本，具有良好的应用前景与实际意义。

从环境保护的角度出发，传统的琥珀标本制作多采用松香或脲醛树脂，且需要添加容易对环境产生污染的物质，所制作的成品中，透明度相对较低，且质地较脆，无法切合实际应用到实际中[7]。采用环氧树脂AB胶，可以极大的避免以上问题，成品容易保存，不易损坏，适合长期使用[8]。本次试验所用的改进方法可减少其气泡的产生，且能够提高其透明度，在操作过程中未对环境产生污染。环氧树脂AB 胶在正常使用与保存下对人体与自然环境无害，也可应用到个人及集体的教研用或艺术性琥珀制作[9]。试验中发现的其适宜凝固温度，对于个人以及小范围制作具有较大参考意义，可最大限度的解决其无法凝固的问题。在进行多次探索后，改进方法需要将AB胶配比完成后将AB胶放入鼓风干燥箱内60℃处理5min，此操作能够减少气泡的产生，也能够提升其透明度。

在试验过程中，发现样品在正常配比下未能凝固的原因有两个，一是因为试验样品在静置后温度过高或过低，二是因为试验操作手法存在操作问题。具体表现为，搅拌完毕后，将暂存杯中的样品倒入硅胶模具中，在倒入的过程中若感到粘稠度不一，即开始倾倒过程中，密度较小的液体先流入硅胶模具中，后者密度较大的液体在倾倒时明显感觉流速变慢，此种现象容易导致样品出现较多波纹，气泡也较多，且基本不能正常凝固。详细原因为，AB 胶未能够被充分搅拌融合，此现象通常与搅拌速率有关。

此种现象可通过改进方法进行解决，在60℃高温下，可使AB 胶融化，有助于其相互进行融合，若在试验过程中，出现上述现象，可通过改进方法进行处理解决。通过实验可知，26℃～30℃为最适宜其凝固的温度，可在10～15h 内凝固。当样品静置时的24h 内的温度低于9℃时，则无法正常凝固。在冬季气温较低时，尽可能利用调节温度的设备进行制作才能发挥出环氧树脂AB 胶应有的效能。具体梯度温度的凝固时间可参考表2、表6和表8。试验数据表明，在相对高温的条件下，环氧树脂AB 胶的成效表现要好于低温，但最高温度不得高于40℃，否则会造成非正常凝固，本试验所选用常规方法所制作的成品图片，受温度影响较大，在温度相差较大时其成效表现不一，不同温度梯度下的成效差异较大，但在改进方法下所进行的试验中，所有样品的成效表现均无太大区别，无论在常温还是在鼓风干燥箱环境条件下，只要样品经过改进方法处理，其整体成效表现均要好于常规方法所制作的样品；经过五种样品在试验中的表现，结合样品的实际价格，得出以下结论：无论在何种条件下，2号样品的表现均为最好，3 号样品的表现接近于2 号样品，其余三种样品相较于2、3 号样品均有较大差距，4 号样品为1kg 规格下市面价格最高的样品，其表现较差。综上所述，2 号样品（高清胶）最具有性价比，其次是3号样品（超清胶），其余三种样品性价比相对较低。本试验仍然有不足的地方，受限于自然温度的影响，目前阶段无法做出自然温度下40℃及其以上的试验，只能在鼓风干燥箱内进行试验，具有一定的局限性，需要进一步探索在多种自然温度下试验其环氧树脂AB胶的效能。

本试验基于在以往试验的探索下，发现出一种可消除气泡的制作方法，同时在市售的多种环氧树脂AB 胶中，挑选出最具性价比的种类，在此方法的基础上进行标本琥珀的制作，利用环氧树脂AB 胶所制作的琥珀，不仅仅局限于昆虫或动植物的标本，只要大小与高度合适，且具有适合的模具，都可放置到琥珀标本中去，为昆虫或其它标本的良好保存提供更多的方法与选择。