天然植物染料红花用于丝织物染色性能研究

天然植物染料红花用于丝织物染色性能研究

天然植物的染料来自大自然，对人体健康没有影响，具有良好的环境适应性，不污染环境，有机分解。采用天然植物染料染色,不但能美化人们的生活,赋予人们生理上和心理上的舒适感,还有利于环境保护。同时,天然染料的染色品色泽自然、优雅、色调独特别致并迎合人们追求个性化、多样化的口味。天然纤维织物用天然植物染料染色,不仅提高了产品的附加值,同时实现了服装面料的纯天然化,符合新世纪人们对服装的要求,是开发“生态服装”“全绿服装”纺织品的一个很好的研究途径。本文对天然植物染料红花用于丝织物染色性能进行了研究。1以花蚤和金银花黄素为原料的染料红花(Safflower)是人类使用最早的植物染料之一,又名草红、刺红花、杜红花、金红花,为菊科一年生草本植物。红花中主要含有红花甙(Carthamin)和红花黄素(Saffloweryellow)两种色素成分。红花甙是具有绿色光泽的红色粉末,化学组分为C21H22O11,呈弱酸性溶于稀碱溶液和醇中,难溶于水,空气中不稳定变为红色,遇热则分解,当采用酸或酶水解,切断红花甙的葡萄糖剩基时,就会游离出染料红花素。红花黄素在红花中含量为20%～30%。棕黄色粉末,易溶于水,可溶于酸、碱,化学组分为C21H20O10。2实验部分2.1实验示例丝绸织物(剑乔绉)红花、氢氧化钠、无水碳酸钠、冰醋酸、中性皂片(市购商品)2.3摩刷色牢度计721型分光光度计、红外线光谱仪、TC-P2色差计、pHS-2C型酸度计、电子天平、电热恒温水浴锅、Y571W纺织品摩刷色牢度仪、BZGY908标准光源箱。2.4工艺与方法配制染液→染色→水洗、干燥→皂洗、水洗、干燥1g/LNa2CO3+2g/L中性肥皂浴比:1∶30温度:50℃时间:20min2.5染色织物的色度明度又称为亮度,表示物体表面色的明亮程度。彩度又称为纯度或饱和度,表示色彩本身的强弱。本论文染色织物的色度指标采用色差计进行测定:ΔE值代表色差大小(本文均是用染色试样同坯布相比较);L*代表明度值大小;a*代表偏红或偏绿值大小(+a*:偏红;-a*:偏绿);b*代表偏黄或偏蓝值大小(+b*:偏黄;-b*:偏蓝)。计算出c*,c*代表彩度值大小,值越大说明颜色越纯。3结果与讨论3.1红外光谱分析图1是红花提取液吸收光谱曲线,由图可知,其λmax=400nm。3.1.2红外光谱分析由图2可知,红花主成分中的-OH和﹥C=O等基团,在红外光谱图中显示出其吸收光谱为3450～3300cm-1、1950～1600cm-1的吸收峰。3.2萃取试验3.2.1黄色素萃取法由于红花中含有红花黄素和红花素两种色素,为获得红花素必须先用水将红花黄素提取尽。称取一定量的红花,将其装入棉袋中,放入烧杯,加入蒸馏水,用玻璃棒捣,有黄色色素溶出,放置30min,绞挤除去黄色素,重复以上操作数次,直至将黄色素除净。红花素溶于碱,利用这一性质,萃取红花素。称取一定量的Na2CO3,加入10mL蒸馏水。待Na2CO3全部溶解后,将布袋放入其中,用玻璃棒捣,有色素溶出。放置30min,将布袋绞挤除尽色素,所得溶液待用。重复以上操作一次。将两次所得溶液混合,用50mL容量瓶定容。吸取一定量的溶液,稀释后,用分光光度计测其吸光度A,A值越大,则表示萃取溶液的有效成分越多,试验结果见图3。从图3可以看出,随着染料浓度的增加,萃取液的吸光度增大,但当增大到250g/L后,增幅减小,故染料浓度优选为250g/L。3.2.2染料浓度选择用纯碱萃取红花素,纯碱浓度对萃取结果的影响见图4,萃取工艺见3.2.1,染料浓度为250g/L。由图4可知,随着纯碱浓度的增加,萃取液吸光度增大。当纯碱浓度达到20g/L时,A值最大。但当纯碱浓度达到10g/L后,A值增幅已不大,故纯碱浓度优选值为10g/L。3.3染色试验3.3.1不同ph值对制备对织物色度的影响将影响染色的各因素设计成正交试验表,依照其进行试验。浴比选为1∶40,织物质量为1g,染色前先将织物在60℃左右的温水中润湿10min,试验结果见表1。由表1可知,萃取液用量对亮度、鲜艳度和ΔE值的影响最大,随着用量的增加,亮度降低,鲜艳度增加,ΔE值增大;pH值对各项指标的影响也较大,随着pH值的增加,亮度增加,鲜艳度降低,ΔE值减小,因此红花应在较低pH值下上染丝织物;温度对染色结果的影响相对较小,30℃时L*值最小,c*值最大,ΔE值最大。3.3.2萃取液用量的确定由3.3.1可知,萃取液用量对染色结果的影响最大,故对其进行单因素分析,试验结果见表2。由表2可知,随着萃取液用量的增加,亮度降低,偏红光倾向增强,偏黄光倾向变化不大,使鲜艳度增加,ΔE值增大。当用量达到55mL后,ΔE值增幅渐减,故萃取液用量优选为55mL。故红花用于丝织物直接染色的最优工艺条件为:温度30℃、pH=4、萃取液用量55mL、浴比1∶40,染色时间45min。3.4染色色牢度试验采用在萃取、染色的最佳工艺条件下染得的试样进行丝织物染色色牢度试验,测定结果见表3。由表3可知,红花用于丝织物的染色,染色的摩擦牢度和皂洗牢度都取得了较好的牢度。4制备工艺条件的确定1.通过单因素分析,优选出红花萃取的最优工艺条件:纯碱浓度10g/L,染料浓度250g/L。通过正交实验及单因素分析优选出红花用于丝织物直接染色最优工艺条件:温度30℃、pH=4、萃取液用量55mL、浴比1∶40,染色时间45min。2.通过对染色织物的干、湿摩擦牢度及皂洗牢度的检测,得出红花用于丝织物染色,染色的摩擦牢度和皂洗牢度都取得了较好