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染料纤维
天然染料高粱红对柞丝绸的媒染性能研究
佚名
2021/2/23
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天然染料高粱红对柞丝绸的媒染性能研究

刘治梅,林 杰(辽东学院 材料与化工学院,辽宁 丹东 118003)编辑概况﹕刘治梅(1965— ),女,高级实验师,主要从事轻化工程专业的实验教学及科研工作。

 

随着绿色染整的发展,天然染料日益深入人心。高粱红是从高粱壳中提取的,利用这些废弃物提取天然色素高粱红色素,来源方便、成本低廉、供应丰富、加工工艺简单、安全无毒、色泽自然。因此,高粱红作为天然染料有着广阔的发展空间。天然染料通过媒染不仅可以丰富色相,而且其牢度得以提高。本文以金属、稀土和有机酸作为媒染剂,研究天然染料高粱红对柞丝绸的染色性能,分析了几种媒染剂的媒染原理,比较了直接染色、预媒、后媒3种方法对柞蚕丝绸的染色效果及染色性能。

1天然染料高粱红的物化性质及媒染机理

1﹒1物化性质

高粱红染料存在于高粱壳、籽皮、秆中,主要成分为黄酮衍生物,为异黄酮半乳糖甙。高粱红为红棕色无定形粉末、液体、糊状物或块状物,略有特殊气味。高粱红的颜色呈深棕红色,在可见光区域找不到波长。分别用不同的缓冲溶液调其pH值,观察溶液的pH值对染料显色的影响。发现该染液随pH值的增大,吸光度增加,溶液的颜色从pH2~12依次为﹕浅黄色棕黄色棕红色深棕红色,具有较好的耐旋光性。水溶液呈透明红棕色。高梁红色素为典型黄酮类化合物,具有较强的抗氧化活性,其抗氧化能力与黄酮化合物含量成正比[]

1﹒2媒染机理

1﹒2﹒1金属盐媒染机理

金属元素作为媒染剂对织物进行媒染染色,是天然染料金属织物三者之间形成稳定络合物的过程,其中金属离子起络合作用,它作为中心离子与作为配位体的带负电的染料阴离子络合。在天然染料染色过程中,通过染料金属纤维之间的相互作用,形成了稳定的三元或多元络合物,从而获得较好的染色效果。

1﹒2﹒2有机酸媒染机理

有机酸作为媒染剂对织物进行媒染染色,是天然染料有机酸织物三者之间形成稳定络合物的过程。有机酸结构中一般都含有多个OH,容易与纤维之间以氢键、范德华力结合[]

2实验部分

2﹒1实验材料与仪器

材料﹕柞蚕丝(5023平纹绸,丹东丝绸一厂)。

药品﹕天然高粱壳(丹东产)﹔CeCl2,FeSO4?7H2O,Al2(SO4)3,SnCl2,单宁酸,琥珀酸,酒石酸,柠檬酸,以上药品均为化学纯。

仪器﹕分光光度仪,721Y541B型摩擦牢度试验仪,COLOR-EYE3100型测色仪(美国),HZ-9613Y型恒温振荡器,25型酸度计。

2﹒2染料提取实验

取高粱壳20g于1000mL烧杯中,向其中加入10g/L的NaOH溶液500mL,于振荡器中在100条件下浸提4h,取出分离液再向其中加入500mLNaOH溶液,浸提4h,静置,过滤,即得高粱红染料溶液。

2﹒3染色实验

直接染色以1︰浴比取染料于250mL锥形瓶50中用乙酸调节pH值到5左右,然后60入染,15min升温至90后恒温续染30min,而后取出织物用清水洗去浮色,用5g/L的皂洗液、浴比1︰于90条件下50皂煮15min,清洗后阴干。

预媒法国媒体染染色将润湿的织物放入含媒染剂(媒染剂的质量-体积分数皆为5g/L)的溶液中,于60处理45min后取出﹔再置入含有天然植物染液的染浴中,于90染色60min,水洗,皂煮,水洗并烘干。

同浴法国媒体染染色将润湿的织物放入含媒染剂和天然植物染液的染浴中,于90染60min,水洗,皂煮,水洗并烘干。

后媒法国媒体染染色将润湿的织物放入含有天然植物染液的染浴中,于90直接染色60min﹔然后降温至70,加入媒染剂再升温至90,媒染染色30min,水洗,皂煮,水洗并烘干[3,4]

 

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2﹒4染色性能测试

2﹒4﹒1色度指标

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和H°,c代表彩度值大小,值越大说明颜色越纯,H°代表色相角大小。

2﹒4﹒2染色牢度测定

耐摩擦牢度﹕参照GB/T39201997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》规定测试﹔耐皂洗牢度﹕参照GB/T39211997《纺织品耐洗色牢度试验方法》测试。

3结果与讨论

3﹒1媒染方法的选择

高粱红染料在预媒法和后媒法染色中,可获得较高的上染率,得到较好的染色效果﹔而同浴媒法,染浴中产生较多沉淀,不适合该染料的染色。与预媒法相

比,后媒法颜色较深。预媒染色媒染剂对染料的作用强于对纤维的作用,与纤维作用的媒染剂量就较少,导致染色后ΔE值较小。而后媒染色,染料先上染纤维再和媒染剂发生络合,可大大提高染料的固着率,后媒法染色ΔE值较高,再则在后媒染色中,吸附到纤维表面上的染料分子马上与金属离子形成一种不溶性络合物而固定在纤维上﹔而在预媒染中,一些媒染剂会从织物上剥落下来进入染浴,在染浴中与染料分子形成不溶性络合物而使染料的浓度降低。

3﹒2金属盐媒染剂染色性能的分析

金属盐媒染染色性能见表1。由表1可以看出,金属盐媒染剂媒染后,ΔE值增大,织物表面深度增加,后媒的效果好于预媒,ΔL的变化与ΔE的变化相反,ΔL减少,织物表面皆变暗,其中FeSO4、SnCl2变暗多,并且后媒比预媒变化大,无论是经SnCl2预媒还是后媒媒染后红光增加均较多,颜色偏红。柞蚕丝绸在金属媒染剂媒染染色中,以SnCl2、FeSO4做媒染剂的织物得色较深,以CeCl2做媒染剂时织物得色最浅,以SnCl2、CeCl2做媒染剂时织物艳度较好、红光较重,以FeSO4做媒染剂时织物艳度最差,织物红光、黄光最弱。媒染后,除SnCl2外色相角增大,就色牢度而言,由于媒染剂的加入,色牢度都明显增大,表明染料与媒染剂络合后,所形成的不溶性染料与纤维具有良好的结合力。比较而言,后媒法国媒体染色得到染色效果最佳。

3﹒3有机酸媒染剂染色性能的分析

有机酸媒染的染色性能见表2。柞蚕丝在有机酸媒染剂预媒染色中,以酒石酸、琥珀酸做媒染剂时织物得色较重,以单宁酸做媒染剂时织物得色最浅,但织物艳度较好,红光、黄光较重,以琥珀酸做媒染剂时织物红光、黄光最弱。而在后媒染色中,以柠檬酸做媒染剂时织物得色最深,以琥珀酸做媒染剂时织物得色最浅。总体从ΔE值来看,提高不显著。

3﹒4媒染剂的选择

就色深效果来看,金属盐媒染剂媒染后ΔE远大于有机酸媒染剂的ΔE,从牢度而言,金属盐媒染剂的牢度好于有机酸媒染剂的牢度,因为金属离子、染料离子、纤维所形成的配位键要远大于有机酸和染料与纤维所形成的氢键及范德华力,所以金属盐媒染剂的牢度好于有机酸媒染剂的牢度。

4结论

(1)天然染料高粱红是一种优良的媒染染料,在酸性条件下,媒染柞丝绸,织物表面色深增加,通过媒染丰富了织物的色相,并且耐洗牢度和摩擦牢度均得到提高,除单宁酸媒染外,其它可达4级。

(2)天然染料高粱红媒染法染柞丝绸,后媒法与预媒染色相比,后媒法染柞蚕丝织物得色深、艳度好。金属媒染剂的染色效果比有机酸媒染剂的染色效果好。柞蚕丝最好采用金属媒染剂后媒染色,且金属媒染剂以FeSO4、SnCl2染色性较好。


 

              

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