红外显微光谱法对薄截面的分析，及气相色谱在树脂鉴定中的运用

　　文 | 青橘科普
　　编辑 | 青橘科普前言
　　人们对植物树胶长期降解的情况知之甚少，有些口香糖分子在酸性条件下很容易被水解，所以在潮湿环境中埋藏或储存的，含有油漆的口香糖可能在一定程度上分解了。
　　与其他天然聚合物一样，有限的水解大大减少了分子的大小，并可能削弱油漆，而没有任何化学变化的成分的单糖。
　　虽然尚不清楚化学物质，是否会显著改变胶结和涂料老化过程中的变化。
　　但在木材和纸张中发现的纤维素，和其他复杂碳水化合物老化过程中发生的氧化，和其他反应，其他碳水化合物密封在一个古埃及油漆样品中，被鉴定为 粘合剂 。
　　在最近的时代，可能会遇到淀粉或糊精。
　　淀粉在早期就被用于东亚绘画，尽管通常是作为一种粘合剂而不是油漆粘合剂， 糊镜是许多现代商业艺术家的水彩画中的一个组成部分 。 植物中的虫胶
　　植物果汁中含有单糖，有时被用于手稿照明。已经描述的分析程序可应用于这些其他碳水化合物结合剂的鉴定。此外，还有一种可使用的淀粉特异性微化学试验。
　　这里有许多天然树脂，除了虫胶，所有的都是粘性的、水不溶性的物质，从植物树脂和虫胶中分泌出一些牙龈和其他含碳水化合物物质中的单糖。
　　耳棘鱼含有两个水溶性组分，组成组成。乳糖存在于未纯化的酪蛋白中。
　　蔗糖是蜂蜜的主要成分，木基、木糖、阿拉伯糖、阿拉伯糖、鼠李糖、果糖、果糖、甘露糖、半乳糖、谷氨酸、葡萄糖。多种树木和植物。 虫胶的起源
　　有些树脂是从地面上收集的，而不是从活的树上收集的，而且可能是几千年的历史，琥珀是一种真正的更古老的 化石树脂。
　　与刚才提到的树脂不同，虫胶起源于昆虫，其成分与植物树脂完全不同。
　　它是由一种昆虫的分泌物制成的，而虫胶约占其分泌物的80%，壳胶似乎是由倍半萜酸和羟基羧酸的小聚合物组成的。
　　植物树脂的分析检测，和鉴定天然树脂的最佳方法取决于样品的性质，其中有两类： 清漆或微有色的涂层，其中天然树脂是唯一的主要成分 由颜料和粘合剂组成的漆膜
　　树脂是其中的一种成分，但通常不是主要成分。
　　在清漆中，即使是相对较薄的天然树脂层，也可以通过紫外线荧光显微镜的乳白色，与绿色荧光的横截面上检测到。
　　虫胶通常可以通过其橙色荧光来区分，一种反应试剂已被用作横截面清漆层中，植物树脂进一步确认的办法，用红外显微光谱法对薄截面进行分析，可以提供更多的特殊信息，甚至允许对特殊树脂进行一些鉴定。
　　这种技术对于家具等物体特别有用，漆纤维膜中的少量树脂，通常不能通过目前使用的任何技术在横截面上检测到，包括红外显微光谱法。
　　树脂的来源
　　与植物树脂相比，在彩绘的木制品上使用虫胶主要局限于清漆和涂层，来自昆虫的部分也是一种红色着色剂的来源，在清漆中使用分泌物，是在1590年的一个印度文本中首次提到的。
　　大约在同一时间，树脂显然在欧洲出名。 彩绘木冠胸，对油漆和树胶样品进行水解，并将单糖作为三甲基硅基肟衍生物进行分析。阿拉伯胶的油漆样品来自阿拉伯，因为它几乎不含火腿鼻，到17世纪，壳酸是一些欧洲清漆食谱的组成部分。
　　树脂也用于密封结和吸收木材表面油漆，植物树脂的化学成分当新鲜收集时，植物树脂含有不同数量的天然溶剂，在某些情况下重量可达30%。 大多数树脂以挥发性成分蒸发后，留下的固体物质的形式被填充。
　　树脂的溶解度差别很大，有些树脂完全可溶于几种有机溶剂，其他的只能部分溶解。与溶解度一样，树脂的熔化范围变化很大，从略低于100°C到约300°C。
　　可溶性天然树脂的薄而干燥的纤维膜是脆的，它们仍然可溶于有机溶剂。
　　尽管在大多数情况下，由于化学反应的结果，它们的溶解度随着老化而发生很大的变化，其中大多数可分为两种化学类别：二萜和三萜，这两类材料永远不会同时出现在一种树脂中。
　　含有二萜的树脂有松、落叶松、檀木、铜石和科帕巴香。三萜树脂包括乳泥树脂、达玛尔树脂和弹性树脂。 除二萜和三萜外，含有大量复合化合物的植物树脂包括苯并酮、没药和乳香 。
　　清漆的常见用途
　　在木制品上使用天然树脂的最早用途，可能是作为清漆、涂料和粘合剂。
　　例如，在古埃及，从中央王国开始，树脂清漆被用于一些文物上。这些清漆，似乎已经以非常粘性的形式应用
　　可能仅仅是从它们的源树中提取的天然含溶剂的树脂， 中世纪欧洲清漆可能是干燥油中一种或多种树脂的溶液；这些清漆的残留物已经在中世纪意大利蛋彩画中被确认。
　　溶剂中的树脂溶液可能直到中世纪之后才很常见，特别是在家具方面，清漆可能是由几种不同的天然树脂的混合物制成的。
　　例如，一篇流行的18世纪欧洲论文，描述了十多种用于家具清漆的个人树脂，清漆的制备取决于配方中所涉及的树脂。
　　有些树脂很容易溶解，而一些较低的树脂通常被加热或＂运行＂作为制备的一部分，这一过程会导致部分分解，少量的天然树脂可能已经被加入在一些早期的油画颜料中。
　　一个特别常见的例子是铜树脂釉，在树脂和油中的相当透明的溶液。
　　这样的方法已经在画板绘画中发现，也被用于早期的英国和美国的建筑，富含树脂的石油涂料媒体在某些时期和地方很受欢迎，其中最著名的是19世纪英国和美国的巨型和胶。
　　两者都含有亚麻籽油和乳泥树脂。
　　天然树脂可以出现在木制品上的其他环境中，一些中世纪欧洲的彩色雕塑上的锦缎是蜡和天然树脂，有色釉料，可能被天然树脂结合，也被用于金属箔上，例如，使锡箔看起来是金色的。
　　植物树脂的差异
　　清漆的红外光谱分析可以提供特定的鉴定，甚至可能识别混合物的单个成分，尽管后者可能是该技术不会非常有用的领域。 一些树脂的代表性红外光谱。Py-GC可以区分单个树脂。
　　它在含有几种不同树脂的样品中的应用，正如可能出现在旧清漆中，还没有任何详细的研究。
　　在目前的技术中，气相色谱法对个别树脂和树脂混合物的特殊鉴定最为有用。 由于树脂的丰富性，气相色谱-质谱比单纯的气相色谱更为可靠。
　　气相色谱-质谱还可以成功地应用于油漆纤维膜中，少量树脂的鉴定。
　　老化树脂通常非常不同成分的新鲜样品相同的树脂，但足够的工作已经发表在许多自然树脂特征化合物的检测样品上。
　　结构的二萜和三萜在植物树脂，苦酸是松树树脂和其他针叶树树脂的重要成分，也存在于桂林中，脱氢苦苦酸是老松和针叶树树脂的主要成分。
　　树木年份不同树脂差异
　　虽然所有这些新鲜的、未老化的树脂的光谱通常是相似的，但有独特的差异可以进行特异性鉴定，特别是在1800波数以下的区域，老化的树脂更容易鉴别。
　　虽然并不是所有在样品中检测到的化合物，都能被识别出来，但我们确认了亚麻籽油、松木树脂、乳胶树脂，以及可能是一种非洲品种的共麻树脂的存在。
　　植物树脂的降解作用，在天然树脂中的许多化合物都是相对不稳定的。
　　随着年龄的增长，溶解度的丧失和黄度的增加，是天然树脂薄膜的两个众所周知的问题。虽然不同树脂的降解速率因人而异，但大多数树脂都会经历各种类型的氧化和光化学反应。
　　树脂生长的性质和程度，取决于环境条件和树脂的类型。
　　例如，青铜时代的样本挖掘的树脂从沉船包含许多特征的特征，而挖掘样品的松树脂，从同一时期几乎完全不存在于新鲜松树脂，随着老化，树脂溶解度的变化可能部分是由于某些情况下的某些聚合。
　　在树脂制备过程中加热，可以改变某些树脂的化学性质；毫无疑问，在＂运行＂过程中发生了变化，样品被皂化、提取，并甲基化用于气相色谱的质谱分析。
　　这些结果表明，样品的主要成分是干燥油，可能是亚麻籽。
　　底部的：色谱图的后面部分的细节，显示了一些较小的峰，检测到少量的一些脂肪酸和一些碳氢化合物，可能是油中的微量成分。 天然树脂和干燥油的化学反应
　　许多物质含有大量的酸性化合物，它们可以与一些色素形成盐。 在含有这两种材料的油-树脂清漆或油漆中，天然树脂和干燥油之间很可能会发生化学反应。
　　是一组松散固定的植物、动物和微小来源的材料，虽然它们的成分相当多样化，但它们都是半透明的固体，具有低熔点和＂蜡状＂的感觉。来自蜂箱的蜂蜡，可能是被用于绘画的五种天然蜡。
　　据报道在古埃及，它被用作一种绑定媒介，尽管在罗马时代之前很少有可靠的使用鉴定方法，它已经在一些壁画上被识别出来了，但它很可能是作为一种清漆或涂层，而不是作为一种油漆介质。
　　蜡画在希腊和罗马时代是一种流行的技术，现存最早的蜡像是在古埃及法尤姆地区的木乃伊坟墓中发现的著名的法尤姆肖像，这些画中的装订媒介实际上可能是布匿蜡。
　　因为碱含有非挥发性金属离子，蜂蜡的另一种常见用途，是在欧洲中世纪彩色物体上使用贴花浮雕的膏剂， 通常蜡与天然树脂，也可能与油或蜂蜜，蜂蜡一直是家具上常见的抛光或涂层材料。
　　许多蜡的其他重要成分包括脂肪酸、长链醇，或来自酸和醇的酯。
　　作者观点
　　作者认为：一般考虑在接近介质分析时，首先考虑的是鉴定的特异性，有些方法确定了结合物的一般化学类别，但不能区分该类别中的特定种类。
　　第二个考虑因素是 分析的规模，这取决于可用的油漆样品的数量和样品的结构。
　　有些分析程序需要比其他分析程序更大的样品，如果只有一个非常小的样本可用，它就不值得应用某些技术，因为粘合剂的数量可能很好地低于该技术可检测到的水平。
　　任何结果都可以合理地得出结论，以表明该层中粘合剂的性质，然而在发现多层涂料结构的地方，不同的粘合剂可以用于结构的不同部分。
　　在这种情况下，最好应用一种直接工作于油漆结构横截面的技术，除非个别层可以机械分离进行单独分析。
　　由于大多数测试或分析，不能同时检测在有机粘合剂中发现的，所有类型的化合物，一个完整的表征通常需要多个程序或一系列的分析。 参考文献：
　　一种适用于高矿化度水质低浓度瓜胶体系的压裂用交联剂[P]. 陈杰,何琴. 中国专利:CN113265236A
　　植物胶在复杂地层钻探施工中的应用研究[D]. 胡俊凯. 中南林业科技大学 2019
　　纳米t-ZrO2的制备及交联胍胶压裂液的研究[J]. 李治鹏,杨洋,谷卓然,陈奇,叶世贵,卢宏涛.  石油化工.  2019(11)