紡服學(xué)院B輕化101周圍

1、鹽城工學(xué)院本科生畢業(yè)論文2014 畢 業(yè) 論 文茶樹(shù)果色素對(duì)棉織物染色性能的研究專 業(yè) 輕化工程 學(xué)生姓名 周 圍 班 級(jí) B輕化101班 學(xué) 號(hào) 1010802102 指導(dǎo)教師 于涼云 完成日期 2014年6月10日 19茶樹(shù)果色素對(duì)棉織物染色性能的研究摘要：本文首先介紹了天然色素的來(lái)源，介紹了天然色素在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r以及研究本課題目的和意義。分別列出了天然色素的優(yōu)點(diǎn)、存在的問(wèn)題和解決方法。然后了介紹了天然色素的染色方法，討論了提高天然色素對(duì)棉纖維上染性能的方法。并對(duì)天然色素在染整工業(yè)中的發(fā)展趨勢(shì)做出了展望。接著提取了天然色素茶樹(shù)果色素，用茶樹(shù)果色素在棉織物上進(jìn)行染色試驗(yàn)。在不同pH、溫度

2、、時(shí)間和染料濃度下進(jìn)行單因素試驗(yàn)，并以硫酸鋁鉀和硫酸銅為媒染劑，討論了預(yù)媒處理，同媒處理和后媒處理對(duì)染色效果的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出了茶樹(shù)果色素的最佳上染條件。分析了其對(duì)棉織物的染色的應(yīng)用和特點(diǎn)。茶樹(shù)果色素對(duì)棉織物的直接染色最佳工藝為：染色時(shí)間60min、染色溫度80、染料用量6%(omf)，pH為2。用最佳工藝直接染色的棉織物，斷裂強(qiáng)力為485.7N，斷裂伸長(zhǎng)為7.23mm，伸長(zhǎng)率為4.31%，斷裂功為0.44J。急彈回復(fù)角為91.50°，緩彈回復(fù)角為110.50°。基本滿足服用要求。干摩擦色牢度等級(jí)為45，濕摩擦色牢度等級(jí)為4，棉織物的褪色等級(jí)為3，棉織物沾色等級(jí)為4

3、。基本符合服用要求。使用硫酸銅預(yù)媒染色后干摩擦色牢度等級(jí)為5，濕摩擦色牢度等級(jí)為45，棉織物褪色等級(jí)為34，棉織物沾色等級(jí)為45。相比直接染色有所提高。關(guān)鍵詞：茶樹(shù)果；染色；天然色素；棉織物Dyeing Performance of Tea Fruit Colorant on Cotton FabricAbstract: This paper described the sources of natural pigments. Described the developments of natural pigment in domestic and Foreign. Presented tha

4、t researching this topics purpose and meaning.Listed the natural pigmentss advantages, shortcomings and solutions. Then introduced dyeing method of natural pigments. Discussed the method of improve natural pigmentss dyeing properties. Look into the future that development of natural pigments in dyei

5、ng industry. Then extracted the tea fruit. Experimentd with tea fruit colorant on cotton fabric. Did single factor experiment in different pH, temperature,time, dye concentration. In order to KAl（SO4）2 and CuSO4 as mordant, discussed the effect of Pre- mordant processing, Deal with mordant and After

6、 mordant treatment.By the experimental data,drawed the optimal crafts. Analyzed the applications and features that tea fruit colorant on cotton fabric.The optimal crafts that tea fruit colorant on cotton fabric was: Dyeing time is 60min,Dyeing temperature is 80,The amount of dye is 6%（omf）,pH is 2.

7、Using the best technology directly dyed cotton fabric, Breaking strength is 485.7N, Elongation at break is 7.23mm, Elongation is 4.31%,Work of fracture is 0.44J. Acute angle elastic recovery is 91.50°, Slow recovery angle bomb is 110.50°. In line with the requirements to make clothes. Dry

8、friction color fastness grade is 45, Wet rubbing fastness rating is 4, Cotton fabric fade level is 3, Cotton fabric stain grade is 4. In line with the requirements to make clothes. After using copper sulfate pre-mordant dyed, Dry friction color fastness grade is 5, Wet rubbing fastness rating is 45,

9、 Cotton fabric fade level is 34, Cotton fabric stain grade is 45.It was increased compared to direct dyeing.Key words: tea fruit；Dyeing；Natural pigments；cotton fabric目 錄摘要.IAbstrac.II前言.11.緒論.21.1天然色素在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r.21.2天然色素在國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r.21.3天然色素的染色方法.21.4提高茶樹(shù)果色素對(duì)棉纖維上染性能的方法.31.5茶樹(shù)果色素對(duì)棉織物染色存在問(wèn)題及解決方法.31.5.1天然色素染色

10、深度性差的問(wèn)題.41.5.2天然色素的染色牢度低的問(wèn)題.41.5.3天然色素的穩(wěn)定性差的問(wèn)題.41.5.4天然色素的色相單調(diào)問(wèn)題.51.5.5天然色素難以量產(chǎn)的問(wèn)題.51.6天然色素的發(fā)展趨勢(shì).51.7茶樹(shù)果色素的提取方法.51.7.1水提取法.51.7.2有機(jī)溶劑提取法.51.7.3堿提取法.61.8不同提取因素對(duì)茶樹(shù)果色素提取率的影響.61.8.1溫度的影響.61.8.2鹽酸濃度的影響.61.8.3pH值得影響.61.9本課題的研究目的與意義.62實(shí)驗(yàn).82.1實(shí)驗(yàn)材料.82.2色素和化學(xué)試劑.82.3實(shí)驗(yàn)儀器.82.4實(shí)驗(yàn)方法.82.4.1茶樹(shù)果色素的提取方法.82.4.2染色工藝.82

11、.4.3染色條件.92.5測(cè)試方法.92.5.1斷裂強(qiáng)力的測(cè)試.92.5.2抗皺性能測(cè)定.92.5.3表面色深(K/S)值的測(cè)定.92.5.4耐摩擦色牢度的測(cè)定.102.5.5耐洗色牢度的測(cè)定.103結(jié)果與討論.113.1直接染色工藝條件優(yōu)化.113.1.1染色溫度.113.1.2上染時(shí)間.113.1.3色素用量.123.1.4pH值.133.2媒染對(duì)染色效果的影響.143.3棉織物性能測(cè)試.154結(jié)論.17參考文獻(xiàn).18致謝.20前 言天然色素一般提取自天然植物或動(dòng)物以及細(xì)菌等。它作為純天然提取物，對(duì)保護(hù)環(huán)境不被污染有極其重要的價(jià)值，而且對(duì)人們具有健康的作用。天然色素與合成染料相比，一般沒(méi)有

12、毒害，有著消炎和抗菌，防紫外線等功能。天然色素有著很多優(yōu)點(diǎn)，它對(duì)環(huán)境污染小，可再生，對(duì)人體有保健的作用。其最大的價(jià)值就是沒(méi)有毒害，不會(huì)對(duì)人體刺激或致病。而且天然色素具有很好的可降解性和環(huán)境相容性1。天然色素的色澤一般比較柔和，有特色。天然色素在染棉織品、家紡、保健內(nèi)衣、裝飾織品等領(lǐng)域之中有很廣闊的發(fā)展前景。茶樹(shù)果色素提取自茶籽中，是一類水溶性色素混合物，具有抗癌，抗氧化等作用。而棉織物具有較好的保濕性與吸濕性。還具有較好的耐堿與耐熱性。棉纖維是自然形成的，主要的成分為纖維素，還有少量的蠟狀物質(zhì)、含氮物質(zhì)和果膠質(zhì)4-6。棉織物經(jīng)過(guò)多方面的實(shí)踐表明織物與皮膚接觸沒(méi)有刺激性，而且無(wú)副作用，長(zhǎng)久穿棉織

13、品對(duì)人體無(wú)害，衛(wèi)生性能也較好。隨著化纖產(chǎn)品和合成染料的使用，人類使用的紡織品開(kāi)始從很多方面變得不清潔，不安全。越來(lái)越多的人追求自然、環(huán)保7。研究天然色素上染棉織物有極其重要的意義。不僅可提高棉織物的附加值，而且能讓更多崇尚綠色理念的消費(fèi)群體購(gòu)買棉織物產(chǎn)品。隨著染整技術(shù)的進(jìn)步，和人們的生活水平提高，大家對(duì)紡織品的消費(fèi)已從追求實(shí)用改變?yōu)槭孢m環(huán)保和美觀實(shí)用。所以尋找有極好性能的環(huán)保性織物已經(jīng)發(fā)展成為學(xué)術(shù)研究時(shí)所需求的目的。本文將茶樹(shù)果色素色素用于上染棉織物，研究了茶樹(shù)果色素對(duì)棉織物染色性能的影響，分析了染色pH、溫度、色素用量對(duì)染色效果的影響,并用硫酸銅和硫酸鋁鐵作為媒染劑，通過(guò)測(cè)定染色過(guò)程中的相關(guān)

14、參數(shù)，優(yōu)化工藝條件6。1 緒論11 天然色素在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r隨著人們對(duì)各方面環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)加強(qiáng)，研究發(fā)展天然色素被重視起來(lái)。很多年前就有人使用天然色素。它的環(huán)保優(yōu)勢(shì)是合成染料無(wú)法相比的。研究與開(kāi)發(fā)天然色素符合現(xiàn)代環(huán)保觀念，已經(jīng)成為近年來(lái)研究的重要方向3。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，天然色素已經(jīng)漸漸被人們所接受，上個(gè)世紀(jì)的人們不知天然色素為什么，發(fā)展到今天，許多生產(chǎn)企業(yè)尋求適合自己應(yīng)用的天然色素產(chǎn)品。這樣的變化可以說(shuō)是翻天覆地。想在國(guó)內(nèi)的天然色素生產(chǎn)企業(yè)之中找到適合自己產(chǎn)品應(yīng)用的天然色素并不容易。出現(xiàn)這樣的局面，主要因?yàn)?，現(xiàn)在許多天然色素提取的企業(yè)還留在粗制濫造的水平，產(chǎn)品雜而不精，而且雜質(zhì)多，純度低。

15、高校之中也沒(méi)有對(duì)口的專業(yè)，企業(yè)之中不重視培養(yǎng)相關(guān)人才。缺乏技術(shù)上的人才也是目前天然色素企業(yè)發(fā)展遇到的瓶頸3-6。天然色素染色在我國(guó)有著悠久的歷史，明清時(shí)期我國(guó)天然色素制備和染色技術(shù)都已達(dá)到較高水準(zhǔn)。染料除了自己用外，還出口大量。19世紀(jì)中期合成染料問(wèn)世并在1902年傳到我國(guó)，因?yàn)樗谏味群蜕獾确矫娴膬?yōu)勢(shì)，使得天然色素逐漸被合成的染料所取代。近年來(lái)，人們環(huán)保意識(shí)的提高，合成染料在應(yīng)用與生產(chǎn)過(guò)程中的污染越來(lái)越引起人們的重視。在全世界綠色革命浪潮之下，蘇州大學(xué)、北京服裝學(xué)院和中科院大連化學(xué)物理研究所等這些單位均有研究人員從事天然色素的研究。天然色素上染棉織物的技術(shù)也有待開(kāi)發(fā)9。12 天然色素在國(guó)

16、外的發(fā)展?fàn)顩r天然色素具有很好的環(huán)境相容性與保健功能，引起的很多國(guó)家染料研究和相關(guān)機(jī)構(gòu)的關(guān)注。在國(guó)外，印度和日本等國(guó)家都在進(jìn)行相關(guān)研究。日本專門(mén)成立，草木染研究所，用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)對(duì)天然色素進(jìn)行開(kāi)發(fā)。日本蠶絲昆蟲(chóng)農(nóng)業(yè)技術(shù)的研究所和蠶絲商社合作研究發(fā)現(xiàn)具有紫色色素的微生物，并將其用之于染色4。日本技術(shù)人員還用生物技術(shù)開(kāi)發(fā)了大戟屬植物染料。日本晃立公司開(kāi)發(fā)了綠、藍(lán)、棕三個(gè)色系的植物染料。用這三個(gè)色系再組合成其他顏色。形染公司推出“靛藍(lán)印花”， 大和染工公司推出“草衣染色”。日本用天然色素的紡織品有“京友禪”、 “西陣織”等多種產(chǎn)品。這一系列紡織品被用來(lái)做睡衣與襯衫或床單，被罩等家紡產(chǎn)品。印度研究技術(shù)人

17、員在天然色素研究方面也做了大量工作，開(kāi)發(fā)了用白楊樹(shù)皮和鳳仙花提取的色素，并對(duì)杏樹(shù)葉染紗線、Babool 皮染尼龍和茶葉染羊毛進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和研究 9 。13 天然色素的染色方法天然色素分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且不相同，染色方法也有許多不同之處。對(duì)纖維素與蛋白質(zhì)纖維等天然纖維來(lái)說(shuō)，染色方法主要采用直接染色法、同媒染色法、后媒染色法和預(yù)媒染色法1-3。對(duì)于合成纖維來(lái)說(shuō)，主要用的是高溫高壓染色法。同種天然色素，使用不同媒染劑時(shí)，會(huì)使被染纖維呈現(xiàn)不同色相。天然染料通過(guò)范德華力、氫鍵上染織物。染色時(shí)一般要借助媒染劑促染和固著顏色。目前常用的媒染劑主要有消石灰、硫酸銅、明礬、氯化亞錫、錫酸鈉、重鉻酸鉀、醋酸鐵、氯化鉻等

18、化學(xué)試劑。多價(jià)的金屬離子會(huì)與天然染料中的-COOH、C=O、-OH等集團(tuán)形成外軌（內(nèi)軌）型絡(luò)合物，還可以與纖維中的-NH2、C=O、-OH形成絡(luò)合物8 。通過(guò)金屬離子把染料妃子與纖維結(jié)合在一起，一方面增加了上染率，另外一方面也改善了染色撓度。由于染色時(shí)使用的媒染劑一般都含有重金屬離子，例如鐵，銅，鉻等，雖然固色的性能好，但是重金屬離子對(duì)環(huán)境有一定危害，而且對(duì)人體也有不良影響。沒(méi)有污染且對(duì)人體無(wú)害的新型媒染劑的研發(fā)成為人們研究的熱點(diǎn)6-8。14提高茶樹(shù)果色素對(duì)棉纖維上染性能的方法染料對(duì)棉纖維染色分為兩個(gè)步驟，一是染料對(duì)纖維吸附上染過(guò)程，而是染料的固著。由于多數(shù)的天然色素溶于水時(shí)顯負(fù)電而且分子量低

19、，棉纖維也顯示負(fù)電性1。兩者間存在庫(kù)倫斥力使得天然色素上染棉纖維，因此在用天然色素對(duì)棉織物染色時(shí)，可以借助媒染劑媒染或加鹽促染來(lái)提高天然色素的上染率，從而達(dá)到較好的上染百分率和染色牢度1。天然色素上染棉織物的方法主要是媒染劑媒染法，這方法主要是用含過(guò)渡金屬離子的傳統(tǒng)媒染劑對(duì)棉織物處理，可以提高天然色素對(duì)棉織物的上染率和染色牢度1。染色之后，天然色素分子與重金屬離子在纖維之上形成絡(luò)合物，獲得良好的染色牢度。媒染法分為同煤染色，后媒染色與預(yù)媒染色，預(yù)媒染色的染色深度比較好。同浴媒染色在染色過(guò)程之中染液容易產(chǎn)生沉淀，后媒染色均勻性較好，但染色深度差。棉織物天然色素染色一般用預(yù)媒染色1。目前，常用的媒

20、染劑有明礬、硫酸銅、硫酸鋁等。媒染法染色時(shí)，在染液之中加少量NaOH可以提高金屬離子與纖維的結(jié)合，從而提高茶樹(shù)果色素的染色得色量1。不同的媒染劑可使同一種天然色素表現(xiàn)出不同的色相。媒染劑可以豐富天然色素的色相1-3。有些天然色素可以對(duì)棉織物進(jìn)行直接染色，與合成染料中的直接染料性能相似，可以通過(guò)在染液中加鹽促染的方法來(lái)提高染料上染料1。但是染色時(shí)必須控制鹽的量，防止織物染花。15茶樹(shù)果色素對(duì)棉織物染色存在問(wèn)題及解決方法151天然色素染色深度性差的問(wèn)題首先，絕大多數(shù)天然色素分子量比較小，與纖維間的范德華力很弱。其次，棉纖維是帶負(fù)電的，天然色素在染液之中電離也會(huì)帶負(fù)電。 這兩者之間存在著庫(kù)倫斥力1。

21、這就導(dǎo)致了色素的上染性差，使得棉織物出現(xiàn)染色深度差的問(wèn)題?，F(xiàn)階段主要的解決方法有：陽(yáng)離子改性和媒染法等。這些方法，最主要就是對(duì)染料的吸附和上染的過(guò)程經(jīng)向改善，以此來(lái)提高上染綠，從而使染色深度性有所提高。152天然色素的染色牢度低的問(wèn)題天然色素的分子中含有大量的羥基，染液在堿性條件下，羥基容易電離。所以色素的水溶性大大提高，使得織物的色牢度變低17。但如果用化學(xué)手段把天然色素分子之中的一些羥基封閉或者使它發(fā)生交聯(lián)，就能提高織物色牢度了1。天然色素對(duì)纖維的親和力小，引起色牢度差的問(wèn)題，就是用多種媒染劑也很難達(dá)到預(yù)期。尤其是皂洗牢度、日曬牢度。傳統(tǒng)的天然色素上染棉織物還存在著給色量少，染色時(shí)間長(zhǎng)等等

22、諸多問(wèn)題14。另外，許多天然色素在上染時(shí)都需要媒染劑，但許多媒染劑多含有重金屬離子，其中很多重金屬離子都被列入生態(tài)紡織品禁用的名單。我國(guó)的研究人員，用稀土、檸檬酸絡(luò)合物作為媒染劑，對(duì)苧麻纖維進(jìn)行了上染實(shí)驗(yàn)9。稀土離子能與染料離子絡(luò)合。它還具有類似電解質(zhì)的作用，有促染的作用。處理過(guò)后的纖維素纖維，表面一很多大小不一的空穴。稀土離子可以從這些孔穴中進(jìn)入到纖維的非結(jié)晶區(qū)。和色素分子以及纖維素分子形成絡(luò)合，從而提高色牢度20。色素也能因?yàn)檫@個(gè)多元的絡(luò)合體系抗擊由于PH值變化而產(chǎn)生的色光變化。153天然色素的穩(wěn)定性差的問(wèn)題天然色素比合成的色素穩(wěn)定性差，主要是因?yàn)樘烊簧厥芡饨缫蛩氐挠绊懕容^大。例如：溫度

23、，PH等因素的影響，光線能誘導(dǎo)帶生物活性的有機(jī)物質(zhì)讓天然色素分解，氧化從而褪色，高溫會(huì)加快天然色素的變色。pH值大小會(huì)使天然色素的組成結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，而使其顏色發(fā)生改變1。提高天然色素穩(wěn)定性的措施，通過(guò)分子的輔色作用來(lái)提高天然色素的穩(wěn)定性。用分子化學(xué)改性來(lái)提高天然色素的穩(wěn)定性。通過(guò)生物工程的技術(shù)來(lái)提高天然色素的穩(wěn)定性等。如：用對(duì)氨基苯磺酸為重氮組分對(duì)姜黃色素改性，改性了之后的色素比原來(lái)的色素更加具有應(yīng)用性能，它對(duì)酸堿變化并沒(méi)有姜黃色素敏感。它的化學(xué)穩(wěn)定性比姜黃色素相比提高了很多1。154天然色素的色相單調(diào)問(wèn)題天然色素的色譜不是很齊全，解決這種色相比較單調(diào)的問(wèn)題，方法是用許多種不同色相的染料拼混，

24、或者添加媒染劑。媒染劑能解決色素色相單調(diào)的問(wèn)題，而且能加入兩種或者兩種以上的媒染劑。但天然色素混拼還有些問(wèn)題，由于天然色素復(fù)雜結(jié)構(gòu)，不同種類的天然色素間性質(zhì)的差異很大。這就決定了天然色素的配伍性較差，這是以后待研究發(fā)展的一個(gè)問(wèn)題9。155天然色素難以量產(chǎn)的問(wèn)題天然色素基本來(lái)自于動(dòng)物，植物，難以標(biāo)準(zhǔn)化、量化生產(chǎn)。從植物中提取的色素為例，色素提取自同一種植物，但是因?yàn)闅夂蚝彤a(chǎn)地不一樣，采集的時(shí)候不一樣等因素，都會(huì)影響色素的色澤和組成。這一定會(huì)導(dǎo)致色素的染色重復(fù)性不佳。提取性能優(yōu)良的天然色素，分析它的結(jié)構(gòu)，再研究合成方法23。漸漸實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，代替提取天然色素值得研究。16天然色素的發(fā)展趨勢(shì)天然色

25、素以礦物、動(dòng)植物來(lái)源為主，其中又以植物為主?？墒?，人們發(fā)現(xiàn)霉菌、細(xì)菌和真菌等維生素產(chǎn)生的色素也可以當(dāng)做天然色素的來(lái)源。如何提取色素是首要解決的問(wèn)題22。大部分天然色素可溶于水中，所以一般采取水提取法。把含色素的部分碾碎，在水中浸泡，再煮沸60-90分鐘，得出的即使染液。但是提取的染料粒度大，影響色牢度。所以研究天然色素上染研究還有待提高16。天然色素雖然沒(méi)有合成染料鮮明亮麗，但天然色素的那些優(yōu)點(diǎn)也不是合成染料不能比的。除了染色性能外，天然色素還有香料、藥物等功能。在染色時(shí)，天然色素的許多成分被織物連同色素一起吸收，使其對(duì)人體有藥物保健等好處。在當(dāng)今社會(huì)，綠色革命的浪潮下，天然色素必然會(huì)得到很好

26、的發(fā)展。但是要使天然色素量化生產(chǎn)，完全代替了合成染料還是不現(xiàn)實(shí)的18-20。改變傳統(tǒng)染色方法重新認(rèn)識(shí)和開(kāi)發(fā)天然色素迫在眉睫。解決天然色素染色時(shí)間長(zhǎng)，給色量少等問(wèn)題亟待解決20。17茶樹(shù)果色素的提取方法171水提取法利用蒸餾水提取，浴比為110，pH值為3，溫度80時(shí)，提取2h 3。172有機(jī)溶劑提取法有機(jī)溶劑提取方法是目前從植物和動(dòng)物中提取色素的普遍方法。提取茶樹(shù)果色素可用百分之十零點(diǎn)一的鹽酸浸泡2h。出去雜質(zhì)后，用百分之七的無(wú)水乙醇在50下浸泡提取。然后過(guò)濾，濃縮而得3。比較而言，有機(jī)溶劑法經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，操作簡(jiǎn)單，提取率高。但提取某些色素時(shí)純度低，有雜質(zhì)，影響染色。173堿提取法堿提取應(yīng)用的是堿

27、對(duì)多種生物物質(zhì)的影響。提取的效率可能不如有機(jī)溶劑，但從安全程度和其他方面考慮仍有其價(jià)值。例如黑米色素的提取，就是先去雜脫脂，加入pH為9.09.5 的硼砂氫氧化鈉堿性緩沖溶液。攪拌并加熱，提取三次。得到灰蘭色堿提液，經(jīng)酸沉，再分離干燥即得到色素產(chǎn)品5。18不同提取因素對(duì)茶樹(shù)果色素提取率的影響181溫度的影響在pH為3，80下提取效率最高。溫度越高雖提取速率越快但是提取出來(lái)的色素會(huì)受到高溫的影響色價(jià)降低，高溫降低提取時(shí)間，但考慮利潤(rùn)、能源及設(shè)備等因素，還是80最理想。182鹽濃度的影響鹽占溶液的百分比對(duì)提取率基本沒(méi)有影響但是對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量影響顯著，但成品的價(jià)值，隨著鹽濃度降低而升高，換句話說(shuō)是非色

28、素成分增加價(jià)格變低。分析其原因是鹽降低了吸附樹(shù)脂對(duì)色素的吸附8。183 pH值的影響比較在酸性條件下，不同pH對(duì)色素提取液和產(chǎn)品質(zhì)量的影響，結(jié)果表明其影響很小，但是考慮到提取時(shí)間和提取的損失，pH值在2-3之間。19本課題的研究目的與意義用天然色素染色，能美化人們的生活，在生理上和生理上給人們舒適感。天然色素對(duì)人體健康沒(méi)有壞處，與環(huán)境相容性好。茶樹(shù)果色素是本課題研究的天然色素，它色澤自然，色調(diào)別致，符合人們追求的個(gè)性化，多樣化。隨著人們生活水平的逐步提高，這些天然色素重新走上舞臺(tái)，利用天然色素進(jìn)行染色性能研究也變成有價(jià)值，有意義的研究方向2-5。進(jìn)入新世紀(jì)以后，天然色素逐漸成為國(guó)際市場(chǎng)的主導(dǎo)。

29、正以每年百分之十的速度增加。人們對(duì)“返璞歸真”的呼聲越來(lái)越高。發(fā)展經(jīng)濟(jì)、安全的天然色素已經(jīng)刻不容緩。由于天然色素的諸多優(yōu)點(diǎn)，贏得世人的喜愛(ài)，有極其廣闊的發(fā)展前景。但是目前還處于實(shí)驗(yàn)室研究階段，要完全商業(yè)化還很難。只有加快研究腳步，獲取新技術(shù)，更新設(shè)備，加快生產(chǎn)。相信天然色素會(huì)廣泛應(yīng)用的25。2實(shí)驗(yàn)2.1實(shí)驗(yàn)材料棉織物，茶籽2.2 色素和化學(xué)試劑表2-1 實(shí)驗(yàn)主要化學(xué)試劑藥品名稱規(guī)格生產(chǎn)廠商濃鹽酸A.R國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司無(wú)水乙醇A.R國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司碳酸鈉A.R國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司氯化鈉A.R江蘇彤晟化學(xué)試劑有限公司茶籽市購(gòu)友人茶社2.3 實(shí)驗(yàn)儀器表2-2 實(shí)驗(yàn)儀器儀器名稱儀器

30、型號(hào)制造商水洗牢度機(jī)WASHTEC-PInternational Ltd電動(dòng)摩擦牢度儀Y571B南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司電子分析天平Y(jié)P6102上海正光醫(yī)療儀器有限公司電腦測(cè)色配色系統(tǒng)Color-Eye 7000A美國(guó)gretagmacbeth公司數(shù)顯恒溫水浴鍋HH-S1江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司電子織物強(qiáng)力儀HD026NS南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司織物折皺彈性測(cè)試儀YG541B南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司紡織品防紫外性能測(cè)試儀YG(B)912E溫州大榮紡織儀器有限公司2.4 實(shí)驗(yàn)方法2.4.1茶樹(shù)果色素提取方法水提取法：利用蒸餾水為浸提劑，液固比為51，pH值為2，溫度80時(shí)浸提2h。2.4

31、.2染色工藝直接染色：棉織物在去離子水中浸泡10 min后，室溫條件投入提取的染料中，在一定pH的染液中，浴比為150，于40入染，以1每分鐘升至指定溫度，加入10g/L的NaCL和1g/L的Na2CO3，再染一定時(shí)間后降溫，取出，染色后處理，室溫晾干。預(yù)媒染色：媒染劑分別為硫酸鋁鉀和硫酸銅，媒染劑5%(omf)，浴比130，pH=3，90 處理30 min，取出織物，擠干水分，按直接染色的最佳工藝進(jìn)行染色。同媒染色：媒染劑分別為硫酸鋁鉀和硫酸銅，按直接染色最佳工藝在入染時(shí)加入媒染劑進(jìn)行同媒染色。后媒染色：按直接染色最佳工藝進(jìn)行染色。取出織物，媒染劑分別為硫酸鋁鉀和硫酸銅，媒染劑5%(omf)

32、，浴比130，pH=3，90 處理45min。2.4.3染色條件染料：提取的茶樹(shù)果色素氯化鈉：10g/L碳酸鈉：1g/L媒染劑：硫酸鋁鉀和硫酸銅染色時(shí)間：30min、40min、50min、60min、70min、80min染浴溫度：40、50、60、70、80、90染料濃度(omf)：2%、4%、6%、8%、10%、12%染液pH值：1、2、3、4、5、62.5 測(cè)試方法2.5.1斷裂強(qiáng)力的測(cè)試按GB/T 39231997紡織品織物拉伸性能：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)的測(cè)定條樣法，將棉織物沿經(jīng)向方向剪下3條長(zhǎng)約30cm，寬約5.5cm的布樣，扯去兩邊的經(jīng)紗至有效寬度為5cm，在HD026NS型電子織

33、物強(qiáng)力儀上測(cè)定出織物的斷裂強(qiáng)力（N）、斷裂伸長(zhǎng)率（%）等值，試樣夾持長(zhǎng)度為200 mm，預(yù)加張力50 N，拉伸速度100 mm/min，分別測(cè)試3條布樣，計(jì)算出平均值。2.5.2 抗皺性能測(cè)定按GB/T38191997紡織品織物折痕回復(fù)性的測(cè)定回復(fù)角法中垂直法測(cè)試，選擇平整、無(wú)嚴(yán)重折皺的部位用樣板劃樣，樣板的上下邊緣沿經(jīng)緯組織方向，防止歪斜，布樣置于YG541B型織物折皺彈性測(cè)試儀上測(cè)定急彈和緩彈回復(fù)角。2.5.3表現(xiàn)色深（K/S）的測(cè)定將染色織物折成四層，整理平整，在Color-Eye 7000A電腦測(cè)配色系統(tǒng)上測(cè)定表觀色深K/S值，采用D65光源，10o視場(chǎng)。為了減小測(cè)試誤差，每試樣測(cè)定3

34、次取平均值。將試樣折疊4層，置于UltraScan XE 測(cè)色儀上，每個(gè)樣品在不同位置測(cè)試3次，測(cè)定染色樣品在其最大吸收波長(zhǎng)處的值，計(jì)算公式如下： （2-1）式中：R表示有色試樣趨于無(wú)限厚或沒(méi)有透射時(shí)的反射率； K表示有色物質(zhì)的吸收系數(shù)； S表示散射系數(shù)； K/S表示表面深度2.5.4 耐摩擦色牢度的測(cè)定試樣為50mm×200mm，各兩塊，分別測(cè)干摩擦牢度和濕摩擦牢度，標(biāo)準(zhǔn)摩擦用棉布為50mm×50mm。用固定裝置將試驗(yàn)樣品夾緊在耐摩擦牢度試驗(yàn)儀底板上，使試樣的長(zhǎng)度方向與儀器的動(dòng)程方向一致。(a)干摩擦牢度測(cè)定將干摩擦布固定在耐摩擦色牢度試驗(yàn)儀的摩擦頭上,并使摩擦布的經(jīng)（緯

35、）向與試樣的經(jīng)（緯）向呈45度角的位置，在干摩擦試樣的長(zhǎng)度方向上10s內(nèi)摩擦10次，往復(fù)動(dòng)程為100mm，垂直壓力為9N。然后用沾色用灰色樣卡評(píng)定摩擦布的干摩擦沾色級(jí)數(shù)。(b)濕摩擦牢度測(cè)定先將摩擦布使用蒸餾水浸濕，用耐摩擦色牢度試驗(yàn)儀的軋液裝置浸軋是摩擦布帶液量達(dá)95%-105%，然后將濕摩擦布固定在耐摩擦色牢度試驗(yàn)儀的摩擦頭上,并使摩擦布的經(jīng)（緯）向與試樣的經(jīng)（緯）向呈45度角的位置，在干摩擦試樣的長(zhǎng)度方向上10s內(nèi)摩擦10次，往復(fù)動(dòng)程為100mm，垂直壓力為9N。摩擦結(jié)束后，室溫下晾干，然后用沾色用灰色樣卡評(píng)定摩擦布的干摩擦沾色級(jí)數(shù)。2.5.5 耐洗色牢度的測(cè)定將染色好的棉織物按照要求剪

36、成40mm×100mm大小，夾在兩塊40mm×100mm單纖維貼襯織物之間，與標(biāo)準(zhǔn)襯布沿一短邊縫合，形成組合試樣。將組合試樣放在容器內(nèi)，注入預(yù)熱到40左右的皂液（約為5g/L，浴比為1:50）。組合試樣在40左右處理30分鐘，取出冷水沖洗兩次，然后在流動(dòng)冷水中沖洗10分鐘，擠去水分，展開(kāi)試樣，低溫烘干，評(píng)定貼襯織物的沾色級(jí)數(shù)。3 結(jié)果與討論31直接染色工藝條件優(yōu)化3.1.1染色溫度用不同染浴溫度處理棉織物，設(shè)定固定pH為2，固定時(shí)間60min，。浴比1:50,將棉織物浸漬與溶液中,再用6%(omf)的茶樹(shù)果色素測(cè)定K/S值。處理結(jié)果記錄如下表3-1，畫(huà)圖3-1表3-1染色溫

37、度對(duì)K/S值的影響染色溫度405060708090K/S值1.5181.6071.6351.6982.4382.076圖3-1染色溫度對(duì)K/S值的影響由圖3-1可見(jiàn)，隨著染液溫度不斷升高，K/S值先增大，后減小，在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，80K/S值最大。因?yàn)槊蘩w維用茶樹(shù)果色素染色過(guò)程是吸熱過(guò)程，隨著溫度提高，染料吸附持續(xù)增加，使得染色平衡向上染纖維的方向移動(dòng)，使上染率增加，效果較好，在測(cè)試的溫度段內(nèi)茶樹(shù)果色素對(duì)棉織物染色在試驗(yàn)范圍內(nèi)最適溫度是80。3.1.2上染時(shí)間用不同時(shí)間處理棉織物，設(shè)定固定pH為2，固定溫度80，浴比1:50,將棉織物浸漬與溶液中,再用6(omf)的茶樹(shù)果色素測(cè)定K/S值。處理

38、結(jié)果記錄如下表3-2，畫(huà)圖3-2表3-2染色時(shí)間對(duì)K/S值的影響時(shí)間min304050607080K/S值1.9151.9822.2572.5142.3532.194圖3-2染色時(shí)間對(duì)K/S值的影響由圖3-2可見(jiàn)，當(dāng)上染時(shí)間為30min到60min時(shí)，K/S值上升至最大值。在60min到80min時(shí)，K/S值緩慢下降，所以在試驗(yàn)范圍內(nèi)，茶樹(shù)果色素上染棉織物的最佳上染時(shí)間為60min。3.1.3色素用量以色素用量為變量，設(shè)定固定時(shí)間為60min，溫度為90。固定pH為2。浴比1:50,將棉織物浸漬與溶液中,再用茶樹(shù)果色素染色測(cè)定K/S值。處理結(jié)果如下表3-3，畫(huà)圖3-3。表3-3色素用量對(duì)K/S

39、值的影響色素用量%24681012K/S值1.9722.4732.8442.8132.7482.71圖3-3色素用量對(duì)K/S值的影響 圖3-3中顯示隨著染液濃度的增加，染料最初上染速率快、上染率高，但是當(dāng)纖維達(dá)到吸附平衡時(shí)染料基本不上染，大約在染料濃度為6(omf)時(shí)，染色最佳。是典型的朗謬爾型吸附，在低濃度區(qū)時(shí)，纖維上染料濃度增加很快，以后隨著染液中染料濃度的增加逐漸變慢，最后不再增加，達(dá)到吸附飽和。3.1.4 pH值以pH值為變量，用不同時(shí)間處理棉織物，固定溫度80，浴比1:50,將棉織物浸漬與溶液中,再用6(omf)的茶樹(shù)果色素測(cè)定K/S值。處理結(jié)果記錄表3-4，圖3-4如下表3-4 p

40、H值對(duì)K/S的影響pH值1234567K/S值2.4252.6472.3482.0311.3640.7020.562圖3-4 pH值對(duì)K/S值的影響由圖3-4可見(jiàn)，在pH值在1到2時(shí)，K/S值緩慢上升到最大值，在pH為2到4時(shí)時(shí)，K/S緩慢下降，在pH值在4到6時(shí),K/S值迅速下降，而在pH值在6到7時(shí)K/S值變化不大，綜上,茶樹(shù)果天然色素對(duì)棉織物染色的最佳pH為2。32媒染對(duì)染色效果的影響以硫酸鋁鉀和硫酸銅為媒染劑，分別對(duì)棉織物進(jìn)行預(yù)媒，同媒，后媒處理，設(shè)定固定時(shí)間為60min，溫度為90，固定pH為2。浴比1:50,將棉織物浸漬與溶液中,再用6%(omf)的茶樹(shù)果色素染色測(cè)定K/S值。處理

41、結(jié)果如下表3-5，畫(huà)圖3-5。表3-5媒染對(duì)K/S值的影響媒染方式硫酸銅預(yù)媒硫酸鋁鉀預(yù)媒硫酸銅同媒硫酸鋁鉀同媒硫酸銅后媒硫酸鋁鉀后媒K/S值2.7582.5742.5322.5141.7311.682圖3-5媒染對(duì)染色效果的影響由圖3-5可看出，媒染劑對(duì)茶樹(shù)果色素的最大吸收波長(zhǎng)無(wú)影響，即不會(huì)影響染料的色光，硫酸銅預(yù)媒處理后，織物的表觀色深都比其他方式處理后增加顯著。而且硫酸銅用量較少，不會(huì)影響染色后織物的色澤。所以，適宜食用硫酸銅進(jìn)行預(yù)媒處理。33 棉織物性能測(cè)試表3-6最佳工藝條件處理后棉織物的斷裂強(qiáng)力和抗皺性能項(xiàng)目斷裂強(qiáng)力強(qiáng)力/N485.7伸長(zhǎng)/mm7.23伸長(zhǎng)率/%4.31斷裂功/J0.

42、44抗皺性急彈91.50°緩彈110.50°表3-7 最佳工藝條件處理后棉織物的摩擦牢度和耐水洗牢度耐摩擦色牢度/級(jí)耐洗色牢度干摩濕摩褪色棉沾直接染色45434媒染后5453445由表3-6和3-7可見(jiàn)，茶樹(shù)果色素對(duì)棉織物的直接性較好，干濕摩擦都達(dá)到了4到5，耐洗色牢度也都基本符合要求。用硫酸銅預(yù)媒處理再染色對(duì)色牢度的提高比較明顯，可以看出采用直接染色基本滿足服用要求，采用硫酸銅預(yù)媒染色可以進(jìn)一步提高各項(xiàng)色牢度。4結(jié)論(1)茶樹(shù)果色素的提取方法為水提取法，液固比為51，pH值為2，溫度80時(shí)浸提2h。對(duì)棉織物直接染色的最佳工藝為：染色時(shí)間60min、染色溫度80、染料用量6

43、%(omf)、pH為2。(2) 由于硫酸銅用量較少，不會(huì)影響染色后織物的色澤，適宜用硫酸銅作為媒染劑進(jìn)行預(yù)媒染色，對(duì)棉織物的預(yù)媒處理工藝為：媒染劑5%(omf)，浴比130，pH=3，90 處理30 min，取出織物，擠干水分，按直接染色的最佳工藝進(jìn)行染色。(3) 用最佳工藝直接染色的棉織物，斷裂強(qiáng)力為485.7N，斷裂伸長(zhǎng)為7.23mm，伸長(zhǎng)率為4.31%，斷裂功為0.44J。急彈回復(fù)角為91.50°，緩彈回復(fù)角為110.50°?；痉戏靡蟆８赡Σ辽味鹊燃?jí)為45，濕摩擦色牢度等級(jí)為4，棉織物的褪色等級(jí)為3，棉織物沾色等級(jí)為4?；痉戏靡?。(4)使用硫酸銅預(yù)媒

44、染色后干摩擦色牢度等級(jí)為5，濕摩擦色牢度等級(jí)為45，棉織物褪色等級(jí)為34，棉織物沾色等級(jí)為45。相比直接染色所提高。參 考 文 獻(xiàn)1 孫建輝. 天然色素對(duì)棉針織物染色探討J.針織工業(yè),2010,24（5）：50-52.2 史彩云，王祥.榮茶樹(shù)果色素對(duì)真絲織物的染色性能J.印染助劑,2013,30(2):39-41.3 樊迅.天然提取物在紡織加工中的應(yīng)用及展望J.國(guó)外絲綢，2009，31(6):29-31.4 沈國(guó)強(qiáng),楊春霞,張棟.天然色素(染料)的研究及發(fā)展趨勢(shì)J.染料與染色，2009,46(1):7-10.5 黃俊嫻，梁榮選，楊建男.天然色素的提取方法和應(yīng)用J.廣東化工，2006，33(6):63-66.6 江蘇南，李云明. 天然色素在純棉織物上的應(yīng)用M.北京:北京紡織科學(xué)研究所,2004.7 李鳳艷，楊巧芬，洪彩虹.天然茶色素對(duì)棉纖維的鐵離子媒染染色J.紡織學(xué)報(bào)2010,31(7):61-68.8 項(xiàng)斌,高建榮.天然色素M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.9 李輝芹.天然染料的應(yīng)用現(xiàn)狀與研究新進(jìn)展J.染料與染色,2003,40(l):36-38.10 劉俊輝,孫衛(wèi)國(guó),陳莉等.板栗殼天然染料對(duì)真絲織物染色性能的影響J.印染助劑,2009,26(10):27-29.11 侯學(xué)妮，王祥榮，丁雷，