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海水珍珠染色机理及染色工艺优化研究

作　者: 张艳苹
导　师: 杜晓东
学　校: 广东海洋大学
专　业: 海洋生物学
关键词: 海水珍珠染色结构分析元素分析晶相分析染色工艺
分类号: TS933.23
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

珍珠是一种珍贵的有机宝石,颜色和光泽是影响其价值的两个主要因素。珍珠染色是为保证珍珠色彩均匀以及满足不同人们对珍珠颜色喜好而出现的加工工艺。现有染色工艺所得染色珍珠与天然珍珠仍有一定差别,染料是与珍珠内的何种成分作用而染色尚无人研究。本文首次研究了海水珍珠染色过程中染液渗透途径,通过多种检测手段比较分析了染色前后珍珠理化性质差异,对海水珍珠染色机理进行了初步探讨,同时还对海水珍珠现有染色工艺进行了优化改进。通过宝石显微镜和扫描电子显微镜(SEM)对海水珍珠染色前后的表面及横断面的形态变化进行了观察;通过显微分光光度-偏光显微镜测定染色前后珍珠的表面反射率,对比研究染色对珍珠表面光泽的影响;通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、傅里叶红外光谱(FTIR)与拉曼光谱(Raman)等对染色前后珍珠内的离子种类与含量、有机相和无机矿物相进行了分析。显微观察结果表明,海水珍珠染色过程中,染料主要通过珍珠表面疏松有机结构、珠孔处珠核和珍珠层间空隙渗透进入珍珠内部。质量差的珍珠经染色后,会在表面破损或瑕疵处出现染料富集的现象,但经表面褪色处理可以将表面深颜色除去。染料对由漂白造成的珍珠表面的有机质结构疏松部位具有一定得修复作用,染色后珍珠的砖墙型层状结构并未改变。晶相分析结果表明:染料是与珍珠内有机成分上的-NH或-OH结合而染色,珍珠的文石矿物相未受染色影响。元素分析结果表明:染色液可溶出珍珠内的Cu和Mg离子,使其含量大幅度减少,同时也给珍珠层带入一些新的离子,如:Fe、Ba、Zn等离子。光泽分析结果表明:染料分子与珍珠表面晶层之间的有机质的结合,可填充因漂白而产生的分子空隙,珍珠表面更为平整,这样就增强了珍珠表层的镜面功效,使染色后珍珠表面光泽度提高。因此,珍珠的染色可以概括为,染料分子由珍珠结构疏松部位渗透进入珍珠内层内,与珍珠各晶层内的有机物上的特定基团(如-NH和-OH)通过化学作用或吸附作用相结合,使珍珠染上颜色。在广东省地方标准《南珠染色技术规范》基础上,对海水珍珠染色工艺进行了改进。使用单因子轮回法对染料的溶剂、染液的pH值和表面活性剂(SAA)的用量进行了筛选,确定上述三个因子最佳水平(选择)。借助正交试验的分析手段得出了染色过程中三个主要因素(染料浓度、染色温度、染色时间)对染色结果的影响。结果表明,海水珍珠染色工艺中,染色温度对染色结果影响最大,染料浓度和染色时间对不同染料的染色结果影响水平不同,确定了珍珠染金黄色和染红色最佳工艺条件。

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摘要 6-7Abstract 7-111 前言 11-16 1.1 研究目的和意义 11-12 1.2 国内外研究现状 12-16 1.2.1 珍珠颜色改善工艺的研究现状 12-13 1.2.2 珍珠染色机理研究现状 13-15 1.2.3 活性染料简介 15-162 珍珠染色机理探讨 16-38 2.1 引言 16 2.2 实验材料 16 2.2.1 实验原料 16 2.2.2 实验试剂 16 2.2.3 实验仪器 16 2.3 实验方法 16-19 2.3.1 染色方法 16-17 2.3.2 检测方法 17-19 2.4 实验结果 19-34 2.4.1 染色过程中染液的渗透方式及染料与珍珠结合部位 19-22 2.4.2 珍珠染色前后宝石显微镜观察 22-24 2.4.3 珍珠染色过程中的表面及横断面微结构变化 24-27 2.4.4 珍珠染色过程中离子含量变化 27-29 2.4.5 珍珠染色前后的红外光谱测定 29-31 2.4.6 珍珠染色前后的拉曼光谱测定 31-33 2.4.7 珍珠染色前后的光泽变化结果 33-34 2.5 讨论 34-37 2.5.1 染液渗入方式 34 2.5.2 染色加工对珍珠质量与性质的影响 34-36 2.5.3 珍珠染色机理探讨 36-37 2.6 小结 37-383 珍珠染色工艺优化 38-55 3.1 引言 38 3.2 实验材料 38 3.2.1 实验原料 38 3.2.2 实验试剂 38 3.2.3 实验仪器 38 3.3 实验方法 38-40 3.3.1 珍珠染色工艺优化 38-39 3.3.2 染色珍珠的颜色牢固性检验实验 39-40 3.4 实验结果 40-52 3.4.1 染色珍珠品质指标的建立 40 3.4.2 金黄色染色工艺优化结果 40-45 3.4.3 红色染色工艺优化结果 45-50 3.4.4 染色珍珠的颜色牢固性实验结果 50-52 3.5 讨论 52-54 3.5.1 染色时各因子对染色结果的影响 52-54 3.5.2 染色珍珠的颜色牢固性检验 54 3.6 小结 54-554 全文总结 55-56参考文献 56-61附录 61-68致谢 68-69作者简介 69-70导师简介 70

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