植物叶器官树脂标本保色研究

胡瑞华，宋军阳*

（西北农林科技大学风景园林艺术学院 陕西，杨凌 712100）

1 引言

环氧树脂又叫做人工琥珀、水晶滴胶、环氧树脂AB胶等，是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，主要成分是环氧树脂、苯甲醇、聚醚氨。它是一种双组份液体混合物，即环氧树脂A 胶和固化剂B胶混合而成。它的特点是透明度高、硬度高，它用途广泛，近年来常被用于制作树脂植物标本。

植物标本是人们认识植物形态结构和鉴别植物的主要方式之一，也是长期保存植物的一种重要形式。传统的植物标本在保存时，由于标本时常与空气接触，受环境的影响较大，标本在搬运过程也容易受到损坏，需定期维护。而环氧树脂植物标本不仅可以克服传统生物标本的缺点，还具有透明度高、硬度高、稳定易保存、不褪色、携带方便等优点。不仅可以实现生物标本的立体观察，还可以清晰地观察植物的组织形态和叶脉纹理。

对环氧树脂植物标本的研究，国内方面自20世纪80年代开始，人们当时称为人造琥珀，首先开始研究人造琥珀本身的制作，先后采用农用尿素、脲醛、松香、有机玻璃等原材料制作人造琥珀，但这些材料制作成的人工琥珀有刺鼻气味、污染环境、质地脆弱的缺陷。从20 世纪90 年代开始，人们将人造琥珀用于制作昆虫和植物标本。其中人造琥珀昆虫标本研究早于植物标本，但主要琥珀原材料仍然以松香和有机玻璃为主。近十几年来，人们开始将人造琥珀用于植物标本的研究。随着科技的进步和材料的丰富，人们开始逐渐采用环氧树脂AB胶作为原材料，替代松香和有机玻璃，即用环氧树脂AB胶制作植物树脂标本。2015 年，张建逵等开始将环氧树脂AB 胶制作叶、花类药用植物标本。2018 年，马成学等将环氧树脂AB胶用来制作水生植物标本。2019年，李良清等将环氧树脂胶用来制作茶叶标本等。

目前大多数研究主要集中在制作树脂标本工艺流程和包埋环氧树脂后的凝固时间、室内环境温度的研究。但是环氧树脂植物标本在制作时，如果没有对植物材料进行干燥处理，若干天后树脂内的植物材料会发生变色、褪色、甚至发霉等现象。以往多数研究只提到了要对植物材料进行干燥，没有提到采用何种干燥方法，干燥多长时间效果最好。同时以往研究对植物树脂标本颜色变化大多采用外观描述，准确性差。针对以上存在的问题，本文主要研究10枚植物叶片材料，在不同干燥时间处理下的颜色变化，运用色差仪对采集时、干燥后、树脂包埋后不同时期的颜色值进行测量记录，从而确定叶类植物树脂标本最佳叶器官材料干燥处理方法和最佳干燥时间，为制作高质量的叶类植物树脂标本提供参考。

2 材料与方法

2.1 试验材料

植物材料：红花酢浆草（）、紫叶李（）、金丝梅（）、蜡梅（）、南天竹（绿叶/红叶）（）、石楠（绿叶/红叶）（）、大叶女贞（）、红花继木（）10枚植物的叶片。

试验仪器：电热恒温鼓风干燥机、日本柯尼卡美能达公司色差计CR-400、电子秤。

试验用具：草纸、密封盒、塑胶树脂标本模具、纸杯、搅棒。

试剂：硅胶干燥剂，生产厂家：威海乳山太阳干燥剂有限公司。

环氧树脂AB 胶，生产厂家：深圳市聚恒创电子材料有限公司。

2.2 试验方法

2.2.1 未干燥处理的研究 采集上述10 枚植物新鲜叶片1份，采集时间：2020年12月4日。用水冲洗表面灰尘杂质后用纸巾擦拭，晾干。用色差仪采集每个叶片不同部位三个点的颜色值，记录。在纸杯中将环氧树脂AB胶按3:1 的质量比例配好，顺着同一方向慢慢进行搅拌，注意速度不能过快，否则气泡会增多。匀速搅拌至清澈为止，静止10min。气泡消失后，先将AB胶混合液倒入模具中铺一层底，再将晾干的植物材料放入AB 胶混合液上，后再倒入AB 胶混合液覆盖叶片表层，在25℃～30℃的温度下，5～8h 凝固（根据AB 胶混合液厚度，凝固时间不同）。为防止叶片上浮，AB胶溶液凝固后，再浇筑一层AB 胶混合液，经过16～24h，环氧树脂AB 胶干透。树脂干透后，从模具中取出，保存，分别对未干燥处理的叶片树脂标本包埋15d 和120d 后用色差仪测量、记录每个叶片不同部位三个点的颜色值。

2.2.2 草纸干燥处理研究 采集上述10 枚植物新鲜叶片6 份，用水冲洗表面灰尘杂质后用纸巾擦拭，晾干。用色差仪采集每个叶片不同部位三个点的颜色值，记录。将晾干的叶片压在草纸中间，分别按照12h/24h/48h/72h/96h/120h压6份，记录时间。12h后，取出草纸干燥的植物材料1份，用色差仪测量、记录干燥后每个叶片不同部位三个点的颜色值。干燥后用环氧树脂AB 胶进行包埋，方法同上。树脂干透后，从模具中取出保存，分别在叶片树脂标本包埋15d 和120d 用色差仪测量、记录每个叶片不同部位三个点的颜色值。

2.2.3 硅胶干燥剂处理研究 采集上述10 枚植物新鲜叶片6 份，用水冲洗表面灰尘杂质后用纸巾擦拭，晾干。用色差仪采集每个叶片不同部位三个点的颜色值，记录。先将密封盒上铺1.5cm厚的硅胶干燥剂，再将晾干的叶片铺在其上，再铺一层1.5cm 厚的硅胶干燥剂，再铺一份叶片，以此类推，分别按照120h/96h/72h/48h/24H/12H顺序从下到上铺6份，记录时间。12h后，取出铺在最上面的硅胶干燥12h 的植物材料1 份，用色差仪测量、记录干燥后每个叶片不同部位三个点的颜色值。其它干燥时间的叶片以此类推。干燥后用环氧树脂A B胶进行包埋，方法同上。树脂干透后，从模具中取出保存，分别在叶片树脂标本包埋15d 和120d 用色差仪测量、记录每个叶片不同部位三个点的颜色值。

2.2.4 电热恒温干燥机干燥处理研究 采集上述10枚植物新鲜叶片4份，用水冲洗表面灰尘杂质后用纸巾擦拭，晾干。用色差仪采集每个叶片不同部位三个点的颜色值，记录。将表面水份晾干的4份叶片放置在恒温干燥机网格架上，温度50℃，记录时间。恒温干燥机设计了2h/3h/4h/5h。2h 后，取出恒温干燥机网格架上的植物材料1 份，用色差仪测量、记录颜色值。3h 后，再取出恒温干燥机网格架上的植物材料1份，用色差仪测量、记录干燥后每个叶片不同部位三个点颜色值，其它干燥时间的叶片以此类推。记录完数据后，用环氧树脂AB胶进行包埋，方法同上。树脂干透后，从模具中取出，保存，分别在叶片树脂标本包埋15d 和120d 用色差仪测量、记录每个叶片不同部位三个点的颜色值。

2.2.5 数据统计分析 将干透的树脂标本放置在非阳光直射环境中，15d和120d后，分别用色差仪测量每个叶片不同部位三个点颜色值，并记录。植物材料采集时，叶片树脂标本包埋120d 的色差值比较，是利用色差计算软件APP 颜色识别器V8.101 进行计算的，根据色差计算公式，分别输入每种植物采集时和包埋后的颜色测量值，最后计算出颜色变化总差值即色差值。总色差用ΔE 表示，色差的单位用NBS 表示，△E 盎值为1 时称为1NBS。ΔE数值越大，说明色差越大。试验数据和图通过Microsoft Excel2010进行统计和绘制。

关于色差和计算：色差仪上的L、a、b是代表物体颜色的色度值，也就是该颜色的色空间坐标，任何颜色都有唯一的坐标值，其中L 代表明暗度（黑白），A代表红绿色，B代表黄蓝色。△L+表示偏亮，△L-表示偏暗，△a+表示偏红，△a-表示偏绿，△b+表示偏黄，△b-表示偏蓝。

3 结果与分析

3.1 不同干燥处理方法对环氧树脂标本色差的影响

为了探索何种干燥处理方式最佳，试验分别设计了四种不同的干燥处理方法以及不同干燥时间处理。分别对不同干燥处理的叶片进行采集时的颜色值和树脂包埋120 d的颜色值比较，分别得出每种干燥处理的总体色差平均值，再对不同干燥处理的总体色差平均值进行比较，从而优选出最佳干燥处理方式。

如图1所示：草纸干燥处理的叶片树脂标本颜色变化最小，没有进行干燥处理的树脂标本颜色变化最大。四种干燥处理中，叶片树脂标本的色差值从小到大依次是草纸干燥法、硅胶干燥剂法、恒温干燥箱法、未干燥处理。恒温干燥箱法2h 干燥后的叶片，就已经发生明显皱褶、收缩，颜色和质地发生严重变化，因此，恒温干燥箱只做了2h干燥处理、颜色变化测量记录和色差分析，其他时间段没有必要再继续进行。数据表明，制作叶片树脂标本最佳干燥处理方法是草纸干燥法。

图1 不同干燥方法对叶片树脂标本色差影响

3.2 草纸干燥法中最佳干燥时间测定

为了探索更加精确有效的草纸处理干燥时间，试验设计了6 个不同的草纸干燥时间，分别是12h/24h/48h/72h/96h/120h。通过对叶片采摘时的颜色值和包埋120d的叶片树脂标本颜色值进行比较，分别得出不同干燥时间的色差平均值，再对不同干燥时间的色差平均值进行比较。

如图2 所示，在草纸干燥处理的不同时间段，随着干燥时间的增加，叶片含水量不断减少，叶片树脂标本平均色差值越来越小。干燥时间为120h 色差值最小，效果最佳；干燥时间为12h 色差值最大，效果欠佳；干燥时间为48～120h，色差值上下浮动，相对稳定。

图2 草纸不同干燥时间对树脂标本色差影响

3.3 树脂标本包埋后色差变化稳定性测定

色彩的稳定性是树脂植物标本成败的关键环节之一。如图3所示，试验测试了不同干燥处理方法，树脂标本包埋15d 颜色平均值和包埋120d 后的颜色平均值，对比期间的颜色变化情况，从而得出叶片树脂包埋后不同干燥处理的总体色差值△E。

图3 不同干燥方法对叶片树脂标本颜色稳定性影响

如图3数据表明，草纸干燥法处理的树脂标本在包埋后，颜色变化幅度较小，颜色变化最稳定。硅胶干燥和恒温干燥处理色差值相对次之。未干燥处理的叶片树脂标本在包埋15d和120d天期间，颜色变化幅度最大，颜色变化最不稳定。

如图4 所示，试验测试了草纸干燥处理中，在不同的干燥时间处理下，树脂标本包埋15d 后至120d 的颜色平均值，对比期间的颜色变化情况，从而得出叶片树脂包埋后不同干燥时间处理的总体色差值△E。

图4 不同干燥时间对叶片树脂标本颜色稳定性影响

如图4 数据表明，干燥处理120h 的树脂标本包埋后色差值为0.634，颜色变化幅度最小，颜色变化最稳定。96h、48h 色差值次之，颜色变化相对稳定。12h 色差值最大，颜色变化幅度最大，颜色变化最不稳定。

3.4 不同叶片树脂标本个体色差变化测定

植物种类繁多，不同植物叶片的形态、底色、质地差别很大。实验采用10 玫植物叶片，在草纸不同干燥时间处理下，将采摘时的颜色值和叶片树脂标本包埋120d 的颜色值进行比较，得出每种不同叶片树脂标本色差平均值，此试验能反映不同植物叶片树脂标本个体色差变化情况。

如图5 所示，红花酢浆草色差值最大，南天竹（红、绿）、石楠（红）、大叶女贞、紫叶李色差值相对次之，金丝梅、红花继木、石楠（绿）、蜡梅色差值相对较小。

图5 不同植物叶片树脂标本色差变化测定

4 讨论和结论

根据上述试验结果，主要结论如下：

第一，叶类植物在制作树脂标本时，必须对其进行干燥处理，采用草纸干燥处理效果最佳，成本低且方便。硅胶干燥剂效果相对次之，其叶片干燥效果不如草纸干燥平展，会有一些皱褶，但如果是一些立体叶片，如蝴蝶槐等叶片，则采用硅胶干燥剂干燥可保持其本身形态。不能直接进行恒温干燥箱进行干燥，叶片会发生严重皱褶，变形。未干燥处理的色差值最大，树脂标本效果最差。

第二，在草纸干燥处理中，最佳干燥时间范围是48～120h，120h 的干燥时间效果最佳。如果叶片本身含水量少，可采用48h 草纸干燥；如果叶片含水量多、叶片厚，可采用120h草纸或硅胶干燥剂干燥。草纸不同干燥时间处理中，随着干燥时间的增加，叶片树脂标本色差逐渐变小，并逐渐趋于稳定。

第三，叶片树脂标本包埋后颜色稳定性测试中，干燥时间越长，包埋后颜色变化越小，颜色变化越稳定。总之，不同干燥处理方法、不同干燥处理时间是树脂标本色差变化和稳定性的重要影响因素。

第四，笔者认为采摘时叶片含水量高低、采集地点、采集树木不同，也会影响叶片树脂标本色差变化。采摘时正在发生变色的叶片，树脂包埋后，色差值会发生较大变化。如南天竹绿叶向红叶转变时期，制作成树脂标本后色差变化幅度大，颜色不稳定。