艾嵩植物染料开发及其染色性能研究yd12701
孙福娟 陈莉 孙卫国 西安工程大学 陕西西安 710048
收稿日期：
项目基金：陕西省教育厅自然科学专项,编号：O9JK442；
西安工程大学校管科研项目,编号:O9×G18
作者简介:孙福娟(1985-)女,中共党员,在读硕士研究生,主要从事于纺织新材料新技术新工艺方面研究
原载：染整技术2010/9；33-35
【】摘要:本文通过对艾蒿色素提取工艺进行优化研究,得出最佳提取条件,并通过直接染色法对棉织物进行染色,测试染色后织物的Κ/S值,艳度,明度,色相和色牢度等。
【关键词】艾蒿;色素;吸光度;Κ/S值;色牢度
【中图分类号】TS193.62 文献标识码:B 文章编号:10O5-935O(2010)09-0033-O3
随着经济的迅速发展,人们生活水平的提高,环保意识的增强,逐渐认识到人工合成染料对人体的破坏作用,对环境的污染等已经威胁着人类的健康和发展。而新型的、无污染的纯天然植物染料越来越被人们重视,成为染料研究的一个重要课题[1-3]。
本文研究的艾蒿是一种多年生草本植物,其生长地带广阔,生命力极强,原料廉价易得,无毒副作用,具有解热、利尿、净血、和补血功效,其散发的气味具有稳定情绪,松弛紧张、镇定身心、驱蚊的作用[4-5],目前国内外对艾蒿色素的研究还很少,本文就其色素提取及其染色性能进行介绍,对艾蒿色素的研究应用具有一定的参考意义。
1 材料与方法
1.1 材料
药店售艾蒿。
1.2 试剂及仪器
无水乙醇,烘箱,粉碎机,恒温水浴锅,电子天平,SF300思维士,YG471B型染色摩擦牢度仪,Y
1.3 艾蒿色素提取方法
艾蒿→洗净→晾干→粉碎→浸提→过滤→滤液
1.4 染色方法
纯棉织物直接染色。
2 实验结果与分析
2.1 艾蒿色素提取方法
利用乙醇做溶剂,对乙醇浓度、固液比、提取温度,提取时间,pH值等做了单因素实验及正交实验得出最佳提取工艺。
(1)采用1:30的固液比,20%的乙醇体积分数,pH=7,时间为2h,不同温度(
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图1艾蒿提取液吸光度值与温度关系 |
(2)采用1;30固液比,20%乙醇体积分数,pH=7,温度为
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图2艾蒿提取液吸光度值与时间关系 |
由图2知,时间为1.5h时吸光度最大。
(3)采用1:30的固液比,pH=7,温度为
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图3艾蒿提取液吸光度值与乙醇体积分数的关系 |
如图3所示,乙醇体积分数为55%时吸光度最大。
(4)采用温度为
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图4艾蒿提取液吸光度值与固液比关系 |
(5)采用温度为
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图5艾蒿提取液吸光度值与pH值关系 |
如图5所示,当pH=9时吸光度最大。根据以上单因素实验选定提取温度、提取时间、乙醇体积分数和pH值作为正交试验的因素,设计正交表如下:
表1 艾蒿提取正交因素状态
|
提取时间/h |
提取温度/℃ |
乙醇体积分数/% |
pH值 |
|
1.5h |
|
30% |
7 |
|
2h |
|
40% |
8 |
|
2.5h |
|
50% |
9 |
分析结果如下:
表2 艾蒿提取正交实验结果
|
|
时间(A) |
温度(B) |
乙醇体积分数C) |
pH值(D) |
|
均值1 |
0.323 |
0.281 |
0.276 |
0.284 |
|
均值2 |
0.305 |
0.3O6 |
0.319 |
0.34 |
|
均值3 |
0.316 |
0.357 |
0.349 |
0.319 |
|
极差 |
0.018 |
0.O76 |
0.073 |
0.056 |
由表2知,温度对色素提取影响最大,乙醇体积分数次之,pH值影响不大,提取时间影响最小，最优的提取工艺为:B
3 艾蒿色素染色性能测试
根据以上色素提取工艺,提取色素对纯棉织物进行直接染色,设定以上工艺提取出的染液浓度为Ⅹ,设计正交试验如下:
表3 艾蒿提取液染色正交因素状态
|
因素 |
温度/℃ (A) |
染液浓度/X (B) |
NaC1浓度/g/L (C) |
pH值 (D) |
|
1 |
65 |
X |
10 |
9 |
|
2 |
75 |
1.5X |
15 |
10 |
|
3 |
85 |
2.5X |
20 |
11 |
测试结果如下:
表4 艾蒿提取液染色正交实验结果
|
因素 |
温度/℃ (A) |
染液浓度/X (B) |
NaCl量g/L (C) |
pH值 (D) |
|
|
Κ/S |
K1 |
1.098 |
0.645 |
0.952 |
0.916 |
|
|
0.986 |
0.997 |
0.954 |
1.044 |
|
|
K3 |
0.947 |
1.379 |
1.116 |
1 102 |
|
|
R |
0.142 |
0.734 |
0.164 |
0.186 |
|
|
△E |
K1 |
17.211 |
12 846 |
16.145 |
15.923 |
|
|
16.682 |
17.193 |
16.391 |
17.153 |
|
|
K3 |
16.143 |
19.996 |
17.498 |
16.959 |
|
|
R |
1.068 |
7.150 |
1.353 |
1.230 |
|
|
DC |
K1 |
13.086 |
9.701 |
12.731 |
12.472 |
|
|
12.947 |
13.521 |
12.486 |
13.332 |
|
|
K3 |
12.468 |
15.280 |
13.285 |
12.698 |
|
|
R |
0.618 |
5.579 |
0.799 |
0.860 |
|
|
DH |
K1 |
3.270 |
3.318 |
3.316 |
3.118 |
|
|
3.381 |
3.506 |
3.319 |
3.443 |
|
|
K3 |
3.479 |
3.307 |
3.495 |
3.570 |
|
|
R |
0.209 |
0.199 |
0.179 |
0.452 |
|
|
DL |
K1 |
10.605 |
7.725 |
9.697 |
9.378 |
|
|
9.956 |
10.314 |
10.056 |
10.240 |
|
|
K3 |
9.913 |
12.479 |
10.748 |
10.901 |
|
|
R |
0.737 |
4.754 |
1.105 |
1.523 |
|
注:以上测试均以白棉布为标准试样作参照(ΔE为总色差,DC为艳度差,DH为色相差,DL为明度差)
由表4知:染液浓度对其中四项指标影响最大,即染液浓度为主要影响因素,但是经实践证明,染液浓度过大,导致染色不匀,这是因为浓度过大会使染料部分不溶,凝聚成团,导致染色不匀,因此染液浓度应控制在2.5X以内。
4 染色牢度测试
染色之后经YG471B型染色摩擦牢度仪,Y571C型染色涮洗牢度仪测试织物的耐皂洗、干摩擦、湿摩擦色牢度结果如下:
表5 染色牢度测试结果
|
皂洗牢度 |
湿摩擦牢度 |
干摩擦牢度 |
|
3-4级 |
3-4级 |
5级 |
5 结论
经以上实验可知艾蒿是一种比较适合做染料的植物,染出织物色泽较为鲜艳,色牢度较好,可进一步开发对其他织物的染色。
6 参考文献
[1]韩晓俊.天然植物染料存在的问题及其解决措施[J]针织工业,2007(5)
[2]林西姣，稀土在植物染料染色中的媒染应用研究[J]印染助剂,2002(1)
[3]刘俊辉,孙卫国,陈利,刘玉森,赵秀苇。板栗壳天然染料对羊毛织物染色性能的研究[J]毛纺科技,2009(2)
[4]孙天竹,白日霞,海华,艾蒿色素提取方法及其稳定性能研究[J]大连民族学院报,2004(9)
[5]郑力伟,吴赞敏。天然染料的提取以及应用前景[J]天津纺织科技。