Filling Material and Characteristic of Polymer-Impregnated Turquoise in Anhui Province
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摘要: 采用宝石学常规测试、傅里叶红外光谱仪、显微激光拉曼光谱仪、紫外-可见分光光度计等方法测试了几种用于绿松石充填的胶水材料及对应处理后的安徽绿松石样品。结果表明，疏松原矿绿松石的相对密度为2.25，胶水充填的绿松石相对密度更低，低于理论值。液态胶水的红外光谱中普遍有位于2 978 cm-1处—CH3键、2 930 cm-1处—CH2键、1 722 cm-1附近C=O键和1 256 cm-1附近C—O—C键的振动峰；固化胶水主要基团的红外振动峰与液态胶水基本一致；固化剂的红外光谱中1 715 cm-1处振动峰归属于v(C=O)伸缩振动，1 418、1 327 cm-1处振动峰归属于б(COO)弯曲振动。胶水充填绿松石样品的红外光谱中2 920~2 940 cm-1范围内为v(CH2)伸缩振动、1 720~1 730 cm-1范围内为酯类v(C=O)伸缩振动、1 390~1 470 cm-1内б(C—H)弯曲振动和1 220~1 300 cm-1范围内v(COC)伸缩振动的特征峰指示了有机充填的特征；绿松石样品拉曼光谱显示2 890~2 990 cm-1范围内强而尖锐的v(C—H)伸缩振动峰也可作为充填鉴定的辅助依据。绿松石样品在紫外-可见光谱中显示由Fe3+离子所致432 nm吸收带和[Cu(H2O)4] 2+所致600 nm以后宽缓吸收带，在475 nm和515 nm处显示与染色粉有关的吸收带。Abstract: Features of different kinds of organic polymer filling materials and corresponding organic polymer-impregnated turquoise samples were tested with the help of Fourier transform infrared spectroscopy, laser Raman spectroscopy and UV-Vis spectrophotometer. The spectral characteristics could be a reference to the identification of these organic polymer-impregnated turquoise.The vibrational peaks of —CH3 at 2 978 cm-1, —CH2 at 2 930 cm-1, C=O bands at 1 722 cm-1 and COC bands at 1 256 cm-1 are common in the infrared spectrum of liquid glue samples. In the infrared spectra of curing agent, the vibration peak at 1 715 cm-1 is attributed to the stretching vibration of C=O and the vibration peaks at 1 418, 1 327 cm-1 are attributed to the bending vibration of COO. The infrared vibration peaks of the main group of the cured glue samples were the same as the liquid glue samples. The vibration peaks of the organic polymer-impregnated filled turquoise in the infrared spectrum appeared in 2 920-2 940, 1 720-1 730, 1 390-1 470 cm-1 or 1 220-1 300 cm-1. Raman spectrum showed high fluorescence background. However, different vibration peaks in 2 890-2 990 cm-1 could be evidence to identify organic polymer-impregrated turquoise. In the UV-Vis absorption spectra of organic polymer-impregnated turquoise, absorption band caused by Fe3+ appeared at 432 nm and absorption band caused by [Cu(H2O)4] 2+ appeared at 600 nm, which was consistent with the characteristics of the untreated turquoise. UV-Vis spectra of dyed turquoise also showed absorption bands at 475 nm and 515 nm.
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Keywords:
- turquoise /
- filling /
- IR /
- Raman /
- Anhui Province
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图 2 固态胶水、固化剂和染色粉
注：S-1.树脂胶；S-2.浸胶；S-3.冻胶；S-4.堵孔水；S-5.固化剂；S-6.染色粉
Figure 2. Solid glue samples, curing agent and toner
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图 4 原矿绿松石和胶水充填绿松石样品
a.未处理样品T-1；b.无色树脂胶充填样品T-2；c.冻胶1充填样品T-3；d.冻胶2充填样品T-4；e.浸胶1充填样品T-5；f.浸胶2充填样品T-6；g.堵孔水充填样品T-7；h.原矿水2充填样品T-8；i.原矿水2充填样品T-9
Figure 4. Natural turquoise and organic polymer-impregnated turquoise samples
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图 6 树脂胶、浸胶、冻胶、堵孔水固化前后的红外光谱对比
Figure 6. FTIR spectra comparison between liquid and corresponding solid glue samples
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图 8 胶水充填处理绿松石样品的红外光谱
Figure 8. FTIR spectra of organic polymer-impregnated turquoise samples
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图 10 原矿绿松石样品(a)和胶水充填绿松石样品(b)的拉曼光谱
a.二次测试原矿绿松石样品T-1；b.各种胶水充填绿松石样品
Figure 10. Raman spectra of natural turquoise sample (a) and ploymer-impregnated turquoise samples (b)
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图 11 充填绿松石样品的紫外-可见光谱
Figure 11. UV-Vis spectra of ploymer-impregnated turquoise samples
表 1 液态胶水的基本性质
Table 1 Basic characteristics of liquid glue samples
样品编号 名称 颜色 透明度 流动性 气味 其他 L-1 树脂胶 微黄色 透明 一般 无 - L-2 浸胶 黄色 透明 好 有刺鼻气味 - L-3 冻胶 黄色 透明 较差 有刺鼻气味 较粘稠，有气泡 L-4 堵孔水 无色 透明 好 无 - L-5 原矿水 无色 透明 极好 无 - L-6 原矿水 白色 透明 好 无 有白色絮状物 
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表 2 固态胶水及染色粉的基本性质
Table 2 Basic characteristics of solid glue samples, curing agent and toner
样品
编号名称 颜色透明度 光泽 质地 气味 其他 紫外灯下特征 长波紫外光 短波紫外光 S-1 固化树脂胶 浅黄色
透明树脂光泽 致密块状 无 - 强亮蓝色荧光 无荧光 S-2 固化浸胶 白色透明 油脂光泽 较致密，有空隙 有刺鼻气味 可腐蚀塑料杯 强蓝色荧光 无荧光 S-3 固化冻胶 白色不透明 油脂光泽 疏松状，有空隙 有刺鼻气味 可腐蚀塑料杯 强黄白色荧光 无荧光 S-4 固化堵孔水 橘黄色微透明 蜡状光泽 致密块状 有刺鼻气味 - 中等蓝白色荧光 无荧光 S-5 固化剂 微黄色透明 树脂光泽 粘稠状，有气泡 有刺鼻气味 - 强黄绿色荧光 无荧光 S-6 染色粉 深蓝色不透明 - 粉末状 无 可溶性强 - -
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表 3 绿松石及充填绿松石样品的常规宝石学性质
Table 3 Conventional gemmological characteristics of turquoise and polymer-impregnated turquoise samples
样品编号 充填物 颜色 结构特征 重量/g 相对密度 紫外灯下特征 短波 长波 T-1 未处理 绿白色 疏松 2.622 2.250 无荧光 无荧光 T-2 无色树脂胶 绿色带黄色 致密 6.451 1.952 蓝色荧光 无荧光 T-3 冻胶 绿色带黄色 致密 3.041 1.883 蓝绿荧光 无荧光 T-4 冻胶 绿色带黄色 致密 5.234 1.898 无荧光 无荧光 T-5 浸胶 绿色带黄色 致密 4.331 1.995 无荧光 无荧光 T-6 浸胶 绿色带黄色 致密 4.006 2.054 无荧光 无荧光 T-7 堵孔水 绿色带黄色 较疏松 3.706 1.790 无荧光 无荧光 T-8 原矿水 绿色带黄色 较疏松 4.876 2.031 无荧光 无荧光 T-9 原矿水 绿色带黄色 较致密 5.570 2.185 无荧光 无荧光
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表 4 液态胶水的红外光谱数据及谱峰归属[1, 3-4, 8, 13]
Table 4 Attribution and analysis of FTIR spectra of liquid glue samples
/cm-1 样品编号 振动频率及谱峰归属 б(H2O) v(CH3) v(CH2) v(C=O) v(C=C) б(CH3) vs(COC) v(COC) v(C—O) б(OH) L-1 - - 2 936 1 722 - 1 438
1 3911 305
1 2561 176 1 052
1 010- L-2 - - 2 927 1 720 1 636 1 453 1 318
1 2971 170 1 042 942 L-3 - 2 970 - 1 723 1 638 1 459
1 404
1 3811 321
1 2951 156 1 054
1 016942 L-4 - 2 974 - - - - 1 272 - 1 080 - L-5 - 2 978
2 8942 930 - - 1 445
1 392
1 297- - 1 082 - L-6 3 354 - - - 1 635 - - 1 128 - 935 注：vs-对称伸缩振动，v-伸缩振动，б-弯曲振动
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表 5 胶水充填绿松石样品的v(C=O)与б(OH-)吸收峰的积分面积及其比值
Table 5 Ratio of integral areas of absorption peaks of v(C=O) and б(OH-) for polymer-impregnated turquoise samples
样品编号 振动模式 积分面积 频率范围/cm-1 峰面积之比 样品编号 振动模式 积分面积 频率范围/cm-1 峰面积之比 T-2 б(OH-) 0.260 839 43 T-5 б(OH-) 0.348 840 19 v(C=O) 11.069 1 729 v(C=O) 6.525 1 732 T-3 б(OH-) 0.916 839 7 T-6 б(OH-) 0.223 840 24 v(C=O) 6.450 1 728 v(C=O) 5.446 1 730 T-4 б(OH-) 0.06 841 136 v(C=O) 8.162 1 730
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样品编号 拉曼位移/cm-1 描述 拉曼谱峰归属 S-1 1 451 б(CH3)、б(CH2) 2 937 强 v(CH2) S-2 1 644 较强 v(C=C) 2 937 强 v(CH2) S-3 808、844 v(C-O-C) 1 462 б(CH3)、б(CH2) 2 842、2 886 强而尖锐 vs(CH2)、vs(CH3) 2 904、2 956 强而尖锐 v(CH2)、v(CH3) S-4 2 912、2 974 强而尖锐 v(CH2)、v(CH3) 注: vs -对称伸缩振动，v -伸缩振动，б-弯曲振动
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期刊类型引用(1)
1. 徐世龙，杨九昌，陈全莉. 危地马拉“永楚料”翡翠的宝石学特征. 宝石和宝石学杂志(中英文). 2024(02): 31-42 . 
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