天然靛蓝与合成靛蓝染色棉织物的快速鉴别

天然靛蓝与合成靛蓝染色棉织物的快速鉴别

0天然染料染色织物的鉴别近年来，随着人们对服装回归自然的要求越来越高，天然染料也越来越受到重视。它不仅具有色泽和加工的环保作用，还具有抗菌、纺织品伤口等保健功能。因此,市场上可能会出现以合成染料染色织物冒充天然染料染色织物的欺诈现象,这不仅损害消费者利益,而且还会使消费者对天然染料的功效产生误导,因此市场需要一种快速系统地鉴别天然染料染色织物的方法。天然靛蓝染料是蓝草植物由酒糟和熟石灰发酵制得,它的色素成分除靛蓝外,还含有一定量的靛玉红,少量的靛棕、靛黄等色素。不同种类的蓝草植物以及不同时节采摘的蓝草提取得到的靛玉红含量不等,约占总色素含量的5%~20%,而且靛玉红的抗氧化性比靛蓝要强很多。因此,检测纺织面料上是否含有靛玉红色素,是鉴别面料究竟是天然靛蓝还是合成靛蓝染色的基础。图1是靛蓝和靛玉红色素的分子结构。1试验部分1.1实验原料及试剂纯棉平纹织物(125g/m2),硅胶G薄层板(10cm×20cm,青岛海洋化工厂),合成靛蓝染料(粒状,工业级),天然靛蓝(膏状,贵州蜡染厂),靛蓝、靛玉红标准品(中国药品生物制品检定所),浓硝酸、氢氧化钠、保险粉、环己烷、甲醇、氯仿、丙酮等试剂均为分析纯。1.2ertorlp6仪器U\|3010紫外分光光度仪(日本日立公司),Digieye数慧眼测色系统(英国Vervide公司),MettlerToledoXP6微量天平(美国梅特勒\|托利多公司),RE52CS型旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂),展开池(200mm×100mm卧式),DragonmedTopPette移液枪(大龙医疗设备有限公司),SHA\|B型数显恒温震荡器(常州国华电器有限公司),DHG\|9140A型电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司)。1.3保险粉织物微胶囊防染料染色靛蓝隐色体制备:采用干缸还原法,合成靛蓝2%(owf),天然靛蓝100%(owf)(烘干粉状),氢氧化钠1.2g/L,保险粉1.6g/L,浴比1∶50,70℃下还原10min。隐色体染色:织物3g,染色温度35℃,采用多次浸轧染色,每次浸轧1min(带液率100%),氧化3min,重复6次。皂煮工艺:氢氧化钠1g/L,净洗剂2091g/L,100℃皂洗10min,皂煮后水洗烘干。1.4测试分析1.4.1蒸发结晶色谱分析n分别称取1mg靛蓝、靛玉红标准品溶解在1mL氯仿中,作为对比展开液。取天然、合成靛蓝染色棉织物各0.2g置于20mL氯仿溶液中,80℃回流沸煮10min,过滤后在旋转蒸发仪上35℃浓缩至2mL,在硅胶板上做薄层色谱分析。展开体系体积比:环己烷∶三氯甲烷∶丙酮=5∶4∶2,用移液枪点样0.2μL,展开15min后观察斑点颜色及测量各色斑Rf值,用Digiteye(数慧眼测色系统)在D65光源下拍照,其中Rf值=L(色素)/L(展开剂),式中:L(色素)表示靛蓝、靛玉红色素在上述展开体系中移动的距离(cm),L(展开剂)表示流动相(展开剂)前沿移动的距离(cm)。1.4.2织物中央部位观察分别剪取天然、合成靛蓝染色棉布(3cm×3cm)各一块,吸取一滴浓硝酸慢慢滴到所剪织物中央部位,观察颜色变化,用Digieye(数慧眼测色系统)在D65光源下拍照。1.4.3对照液的制备用MettlerToledoXP6微量天平精密称取0.2mg靛蓝、靛玉红标准品,将其溶解在5mL甲醇中作为对照液。再分别剪取0.5g天然靛蓝和合成靛蓝染色棉织物置于20mL试管中,加入10mL甲醇,50℃水浴加热萃取15min,不断震荡,观察甲醇萃取液颜色,用U\|3010型紫外可见光分光光度仪测试对照液与天然、合成靛蓝染色棉织物甲醇萃取液的可见光区的吸收光谱,扫描波长360~780nm。2结果与讨论2.1合成蓝染色棉织物天然和合成靛蓝染色棉织物薄层测试结果如图2所示。由图2可知,天然靛蓝染色棉织物氯仿萃取液在环己烷∶氯仿∶丙酮体积比为5∶4∶2的展开体系中展开后出现两个色斑,上端为蓝色斑点,下端为紫红色斑点,其Rf值分别与靛蓝(Rf=0.78)、靛玉红(Rf=0.55)标准品相同;而合成靛蓝染色棉织物氯仿萃取液展开后仅出现一个蓝色色斑,其Rf值与靛蓝标准品相同。由此可判断,经薄层色谱测试,同时出现紫红色和蓝色色斑的是天然靛蓝染色棉织物,仅出现蓝色色斑的是合成靛蓝染色棉织物。同时,需要注意的是,硅胶板从展开池中取出后需及时观察展开的色斑并划线测量,过一段时间后色斑会变淡直至消失。2.2浓催化剂的氧化浓硝酸氧化测试天然靛蓝和合成靛蓝染色棉织物结果如图3所示。由图3可知,将浓硝酸滴到天然靛蓝染色棉织物上后,出现了两个同心圆色素圈,内层是大的淡紫红色色圈,外层是黄绿色色圈;水洗后,天然靛蓝染色棉织物外层的黄绿色色圈完全被洗掉,而内层由淡紫红色变为紫红色。这是因为靛玉红色素不能被浓硝酸所氧化,而靛蓝色素能被浓硝酸氧化成黄色。图4是靛蓝色素被浓硝酸氧化的示意图,其反应原理是浓硝酸对靛蓝色素的苯环发生硝化作用,生成黄色的芳香硝基化合物,天然靛蓝染色棉织物外层黄绿色色圈是靛蓝色素被氧化的黄色和外圈未被氧化靛蓝一起所呈现的颜色。将浓硝酸滴到合成靛蓝染色棉织物上后,出现了两个同心圆色素圈,外层为黄绿色,内层为淡黄色,水洗后,合成靛蓝染色棉织物上的黄色和黄绿色色圈都能被彻底洗掉,这是因为合成靛蓝染色棉织物上的靛蓝色素被浓硝酸氧化后形成的黄色、黄绿色物质与棉织物没有亲和力。由此可知,经浓硝酸氧化测试,由内到外依次出现淡紫红色、黄绿色两个色圈,经水洗后仅剩下紫红色色圈的是天然靛蓝染色棉织物;由内到外出现淡黄色、黄绿色色圈,经水洗后色圈全部消失的是合成靛蓝染色棉织物。2.3生产现代棉织物的最大吸收波长用U\|3010型紫外可见光分光光度仪测试靛蓝、靛玉红标准品对照液与天然、合成靛蓝染色棉织物甲醇萃取液在可见光区的吸收光谱,结果如图5所示。从图5可以明显看出,天然靛蓝染色棉织物的甲醇萃取液在610nm处有一个明显的吸收峰,与靛蓝标准品的吸收峰相一致;在563nm处有一吸收峰,与靛玉红标准品的最大吸收波长(543nm)有一定差距。这是因为天然靛蓝中靛蓝和靛玉红色素的吸收峰相距较近,导致两者吸收曲线相互叠加所致;合成靛蓝染色棉织物甲醇萃取液仅在610nm处有吸收峰,与靛蓝标准品的吸收峰相一致。由此可知,经可见光吸收光谱测试,同时在563nm和610nm处出现吸收峰的是天然靛蓝染色棉织物,而仅在610nm处出现吸收峰的是合成靛蓝染色棉织物。此外,还可以根据萃取液的颜色来鉴别所测试棉织物是天然还是合成靛蓝所染。天然靛蓝染色棉织物甲醇萃取液呈紫红色,而合成靛蓝染色棉织物甲醇萃取液呈淡蓝色,这是因为靛玉红色素易溶于甲醇,而靛蓝色素微溶于甲醇,因此虽然天然靛蓝染色棉织物中靛蓝色素比靛玉红色素多,其甲醇萃