琥珀的优化处理工艺及鉴别

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1、工程硕士学位论文琥珀的优化处理工艺及鉴别作者姓名曾嘉浩工程领域材料工程校内指导教师程小苏副教授校外指导教师侯舜瑜高级工程师所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年1月EnhancementandIdentificationofamberADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZengJiahaoSupervisor：Prof.ChengXiaosuSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：学校代号：10561学号：201521016086华南理工大学硕士

2、学位论文琥珀的优化处理工艺及鉴别作者姓名：曾嘉浩指导教师姓名、职称：程小苏副教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：材料工程论文形式：□产品研发□工程设计□应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：材料优化加工论文提交日期：2018年1月10日论文答辩日期：2018年3月16日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：税安泽教授委员：程小苏副教授、吴笑梅副教授、钟鸣峰副研究员、侯舜瑜高级工程师摘要琥珀因其灵动晶莹、温润古朴的质感，近年来成为珠宝届中的新宠，深受消费者喜爱和追捧。但琥珀的品质和价格深受不透明度及裂纹缺陷影响，含有大量微小气孔的不透明蜜蜡及纯净

3、无裂纹的琥珀更受消费者青睐。本文借助超临界CO2介质的增塑性和发泡性，采用超临界CO2处理工艺对琥珀的优化处理做出了新的尝试。首先，本文以波罗的海琥珀为研究目标探究了琥珀的可加工性。结果表明，琥珀为无定型聚合物，其玻璃化转变温度为126.1℃。而CO2气体能有效扩散并吸附在琥珀基体中，且气体吸附量及扩散系数都可由工艺条件控制改变，说明琥珀具有良好的可发泡性。在高于玻璃态转变温度的处理温度下，琥珀在5h内达到气体饱和吸附，其基体处于无延展性的高弹体状态，熔体强度大，可有效包裹气体形成泡孔。本研究采用超临界CO2发泡法成功使透明琥珀转化成具有高密度的细腻泡孔、外观质量高的不透明蜜蜡。饱和

4、压力、饱和温度、饱和时间及发泡压力主要影响聚合物粘弹性、CO2气体吸附量和扩散速率，最终影响琥珀的泡孔结构和外观质量。结果表明，超临界CO2发泡法最佳工艺为：饱和压力为12MPa、饱和时间为5h，饱和温度为120℃、3发泡温度为130℃，该工艺可制得泡孔平均尺寸56.12μm，泡孔密度达112618cell/cm,高外观质量的改性蜜蜡。而本研究将超临界CO2作为增塑剂，采用超临界CO2渗透法成功弥合琥珀裂纹。结果表明，饱和温度、饱和时间及饱和压力的升高都会降低琥珀体系的粘度及表面张力，促进聚合物链段的扩散和重新缠结而实现裂纹的弥合，且该处理方法对天然裂纹同样有效。最佳渗透弥合工艺为：

5、饱和压力为12MPa、饱和温度为240℃、饱和时间为9h。最后研究了超临界CO2处理前后样品的宝石学特征及谱学特性，获得了超临界CO2改性样品的特殊鉴别特征：1）超临界CO2发泡样品密度极小，可直接浮于水，且内部13观察到定向排列的粗大的扁平拉长状气泡；2)固体C核磁共振谱中，改性琥珀在-6=48×10处出现新的化学位移，其仲碳区吸收峰的峰型和峰强比值发生显著变化。而红外光谱和拉曼光谱结果表明超临界CO2处理没有影响琥珀的基本链结构和琥珀成熟度，该处理为物理改性过程。关键词：琥珀；超临界CO2发泡法；超临界CO2渗透法；鉴定特征；IAbstractBecauseofuniquete

6、xture,amberbecomethemostpopulargeminChina,lovedbyallconsumers.However,thequalityandpriceofamberarehighlyinfluencedbyopacityandcrackdefects.Opaquebeeswaxcontainingalargenumberoftinyporesandpureacrack-freeamberaremorefavoredbyconsumers.Inthisstudy,basedontheplasticityandfoamabilityofsupercritical

7、carbondioxide(CO2),theinternalstructureandcrackofamberhavebeensuccessfullychangedbysupercriticalCO2treatment.Thisisanewattemptofthedevelopmentoftheamberenhancementprocess.Firstofall,thispaperexplorestheprocessibilityofscCO2treatme