【摘要】 从 FIA-HRMS 获得的数据还强调了高分子量物质(包括树脂-蜂蜡混合酯)的形成。流动注射分析表明,在 300°C 下加热参考混合物后,形成了高分子量物质。

自古以来,蜂蜡和树脂材料就被用来组合以获得粘合剂。在这项工作中,研究了这两种材料在加热下的混合物,以研究它们的相互作用对所得粘合剂性能的影响。然后将结果与考古样本进行比较,以获得对古代技术知识的新见解。

 

这项研究是通过结合两种不同的化学分析技术来进行的:逸出气体分析结合质谱法和流动注射分析高分辨率质谱法[1-3]。逸出气体分析用于研究混合物的热行为并获取有关生产技术和老化过程的信息。通过等转换方法处理数据,以估计与粘合剂热降解相关的活化能。

 

逸出气体成分分析结果表明,考古混合物在用作粘合剂之前经过了热预处理,并且由于树脂二萜和蜂蜡化合物之间形成了杂种,加热导致材料具有新的化学特性。这些物质的形成通过高分辨率质谱法得到证实。EGA-MS 和 FIA-HRMS 均证实了树脂和蜂蜡成分的二萜类化合物之间形成了新的杂种。

 

根据 FIA-HRMS 谱假设的这些杂化成分的结构强烈表明酯交换反应是其形成的主要机制。在 EGA-MS 分析中,信号峰值温度从含有松脂的参考样品到含有沥青和考古样品的混合物的转变表明形成了具有高分子量和网状部分的物种。这通过表观活化能的计算值得到证实。

 

从 FIA-HRMS 获得的数据还强调了高分子量物质(包括树脂-蜂蜡混合酯)的形成。流动注射分析表明,在 300°C 下加热参考混合物后,形成了高分子量物质。考古样本中也发现了杂交物种,但结构不同,这表明它们的形成更可能是由于蜂蜡酯在老化过程中水解所致,并且考古粘合剂的加热温度低于参考温度。

 

[1] M.P. Colombini, F. Modugno, Organic Mass Spectrometry in Art and Archaeology,Wiley, 2009.

[2] B. Hjulstrom, ¨ S. Isaksson, A. Hennius, Organic geochemical evidence for pine tarproduction in middle Eastern Sweden during the Roman Iron Age, J. Archaeol. Sci.33 (2006) 283–294, https://doi.org/10.1016/j.jas.2005.06.017.

[3] C. Duce, S. Orsini, A. Spepi, M.P. Colombini, M.R. Tin´e, E. Ribechini, Thermal degradation chemistry of archaeological pine pitch containing beeswax as an additive, J. Anal. Appl. Pyrolysis 111 (2015) 254–264, https://doi.org/10.1016/j.jaap.2014.10.020.

 

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