槐米的化學(xué)成分及萃取工藝研究

槐米的化學(xué)成分及萃取工藝研究

隨著人們環(huán)保和健康的關(guān)注，自然染色深受人們喜愛(ài)。我國(guó)植物染料資源豐富,又有悠久的植物染料染色歷史,只要合理開(kāi)發(fā),不但可以獲得可觀的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,同時(shí)可以保持生態(tài)平衡,改善生態(tài)環(huán)境。天然纖維織物用天然植物染料染色,不僅提高了產(chǎn)品的附加值,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了服裝面料的純天然化,符合新世紀(jì)人們對(duì)服裝的要求,是開(kāi)發(fā)“生態(tài)服裝”、“全綠服裝”用紡織品的一個(gè)很好的研究途徑。本文對(duì)天然植物染料槐米用于毛織物染色工藝進(jìn)行了研究。1玫瑰花屬n,n槐米是古代珍貴的黃色植物染料之一,其色素主要成分為蕓香甙(Rutin,10%~30%),花蕾中含量多,花蕾還含有槐花甲素(C29H36O17)、樺木酮(Betulin,C30H50O2)、槐屬二甙(Sophorabioside,C27H30O14),其分子式如圖1所示。2實(shí)驗(yàn)部分2.1測(cè)試和試劑羊毛提花織物;槐米,氫氧化鈉、無(wú)水碳酸鈉、冰醋酸、明礬(簡(jiǎn)稱(chēng)鋁鹽)、硫酸亞鐵(簡(jiǎn)稱(chēng)鐵鹽)、全氯乙烯、中性皂片。2.2摩刷色牢度計(jì)721型分光光度計(jì)、紅外線(xiàn)光譜儀、TC-P2色差計(jì)、pHS-2C型酸度計(jì)、電子天平、電熱恒溫水浴鍋、Y571W紡織品摩刷色牢度儀、BZGY908標(biāo)準(zhǔn)光源箱。2.3洗、水洗、干燥直接染色:配制染液→染色→水洗、干燥→皂洗、水洗、干燥。皂洗工藝:碳酸鈉1g/L,中性皂片2g/L,浴比1∶30,溫度50℃,時(shí)間20min。2.4測(cè)試指標(biāo)2.4.1染色織物的色度指標(biāo)明度又稱(chēng)為亮度,表示物體表面色的明亮程度。彩度又稱(chēng)為純度或飽和度,表示色彩本身的強(qiáng)弱。本文染色織物的色度指標(biāo)采用色差計(jì)進(jìn)行測(cè)定:ΔE值代表色差大小(本文均用染色試樣同坯布相比較);L*代表明度值大小;a*代表偏紅或偏綠值大小(+a*:偏紅;-a*:偏綠);b*代表偏黃或偏藍(lán)值大小(+b*:偏黃;-b*:偏藍(lán));計(jì)算出c*,c*代表彩度值大小,值越大說(shuō)明顏色越純。2.4.2織物試樣大小及溫度織物染色牢度指標(biāo)參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定。耐洗色牢度:參照GB/T3921.1—1997,織物試樣大小為40mm×100mm,皂液溫度(40±2)℃,浴比1∶50,時(shí)間30min。耐摩擦色牢度:參照GB/T3920—1997,染色試樣大小為50mm×250mm,摩擦?xí)r間10s,測(cè)試10次,往復(fù)動(dòng)程100mm。3結(jié)果與討論3.1槐米的紅外光譜圖2是槐米提取液吸收光譜曲線(xiàn)。由圖2可知,其λmax=356nm。槐米的紅外光譜圖如圖3所示。由圖3可知,槐米主成分中的—OH和CO等基團(tuán),在紅外光譜圖中顯示出其吸收光譜為3450~3300cm-1、1800~1600cm-1的吸收峰。3.2萃取實(shí)驗(yàn)3.2.1萃取過(guò)程的測(cè)定結(jié)果將影響萃取工藝的主要因素設(shè)計(jì)成正交試驗(yàn)表,依照其進(jìn)行正交試驗(yàn),測(cè)試萃取液吸光度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知,染料質(zhì)量濃度對(duì)萃取結(jié)果影響最大;溫度對(duì)萃取結(jié)果的影響也較大,隨著溫度的增加,萃取液吸光度增大,但增加到90℃后,吸光度增幅已較小;時(shí)間對(duì)萃取結(jié)果的影響很小。故需對(duì)染料質(zhì)量濃度進(jìn)行單因素分析。3.2.2染料濃度的影響由3.2.1可知,染料質(zhì)量濃度對(duì)萃取結(jié)果影響最大,故對(duì)其進(jìn)行單因素分析。其他實(shí)驗(yàn)條件為溫度90℃、時(shí)間30min,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖4。由圖4可知,吸光度隨染料質(zhì)量濃度的增加而增大,但當(dāng)染料質(zhì)量濃度增大到200g/L后,吸光度的增幅已很小,故取染料濃度的優(yōu)選值為200g/L。通過(guò)正交試驗(yàn)及單因素分析,得出槐米最佳萃取工藝條件:溫度90℃、染料質(zhì)量濃度200g/L、時(shí)間30min。3.3染色實(shí)驗(yàn)3.3.1織物色度的測(cè)定將影響染色工藝的主要因素設(shè)計(jì)成正交表,依照其進(jìn)行正交試驗(yàn),浴比1∶40,染色時(shí)間45min,織物質(zhì)量1g,染色前將織物在沸水中煮10min,使纖維充分溶脹,以利于染色的進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。由表2可知,各因素對(duì)亮度L*值影響的先后順序?yàn)?pH值>萃取液用量>溫度;對(duì)鮮艷度c*值影響的先后順序?yàn)?萃取液用量>溫度>pH值;對(duì)色差ΔE值影響的先后順序?yàn)?萃取液用量>pH值>溫度。以色差值和鮮艷度值為依據(jù)綜合考慮,萃取液用量的影響最大,所以需對(duì)其進(jìn)行單因素分析。3.3.2萃取液用量的影響由3.3.1可知,萃取液用量對(duì)染色結(jié)果的影響最大,故對(duì)其進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)分析。染色其他工藝條件為:溫度80℃、pH值4、浴比1∶40,染色時(shí)間45min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。由圖5可知,隨著萃取液用量的增加,L*值減小,偏綠光傾向減弱,偏黃光傾向增強(qiáng),導(dǎo)致c*值增加,ΔE值增大,但當(dāng)萃取液用量增加到100mL/L后,ΔE值增幅已很小,故萃取液用量?jī)?yōu)選為100mL/L。通過(guò)正交試驗(yàn)及單因素分析,得出槐米用于毛織物直接染色的最優(yōu)工藝條件為:萃取液用量100mL/L、溫度80℃、pH值4、浴比1∶40,染色時(shí)間45min。在最優(yōu)工藝條件下,織物染樣見(jiàn)圖6(a)。3.3.3亞鐵鹽媒染織物的色用鋁鹽和亞鐵鹽對(duì)織物進(jìn)行后媒染,后媒染結(jié)果見(jiàn)表3。由表3可知,直接染色織物經(jīng)媒染后,ΔE值均增大。經(jīng)鋁鹽后媒染織物,亮度增加,偏綠光傾向略有增強(qiáng),偏黃光傾向亦增強(qiáng),導(dǎo)致鮮艷度略有增加,即織物顏色變得明亮鮮艷了,ΔE值增大;經(jīng)亞鐵鹽媒染后,織物亮度大幅降低,偏紅光傾向大幅增加,偏黃光傾向亦大幅增加,導(dǎo)致鮮艷度增大很多,即織物顏色變深變濃了,ΔE值大幅增加。可見(jiàn),織物經(jīng)后媒染色后,不但可以獲得不同的色光,還可以獲得理想的染色效果。織物染樣見(jiàn)圖6(b)。3.4文化后促進(jìn)劑的c#值的變化所用織物為在最優(yōu)工藝下染色的織物。皂洗實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。直接染色織物經(jīng)皂洗后,亮度降低,a*值和b*值均增大,導(dǎo)致c*值增大,結(jié)果使ΔE值增加;鋁鹽后媒染織物經(jīng)皂洗后,亮度增加,a*值和b*值均增大,導(dǎo)致c*值增大,織物變得鮮艷、光亮,ΔE值增加;亞鐵鹽后媒染織物經(jīng)皂洗后,亮度大幅增加,a*值和b*值均降低,使得c*值略有降低,結(jié)果使ΔE值降低。從以上分析可知,皂洗對(duì)直接染色織物和經(jīng)鋁鹽后媒染色織物的染色有利。3.5織物染色色牢度采用在萃取、染色、媒染的最佳工藝條件下染得的試樣進(jìn)行羊毛織物染色色牢度實(shí)驗(yàn),結(jié)果見(jiàn)表5。由表5可知,槐米染色織物牢度良好,均達(dá)3級(jí)以上。無(wú)論經(jīng)媒染還是皂洗,皂洗牢度同直接染色相比均能得到較大提高,且槐米染色織物的干洗牢度也很好。4正交試驗(yàn)及單因素分析①通過(guò)正交試驗(yàn)及單因素分析,優(yōu)選出槐米萃取的最優(yōu)工藝條件:溫度90℃、染料質(zhì)量濃度200g/L、時(shí)間30min