（鹽城工學院紡織服裝學院 江蘇鹽城 224051）

現(xiàn)代，隨著人們對環(huán)境及自身健康的日益關(guān)注，生態(tài)環(huán)保的理念深入人心，各行各業(yè)都熱衷于對環(huán)境友好產(chǎn)品的開發(fā)，在紡織印染行業(yè)也是如此，人們對紡織品要求不僅要穿著舒適，易護理，而且還要求安全、無毒。事實上，在印染加工過程中，為了達到紡織品的各種應用性能，通常需要使用大量的染化助劑，而一些有毒、難以降解的助劑的使用不僅對環(huán)境造成了嚴重的污染，還對人體健康不利。為了滿足人們對生態(tài)綠色紡織品的需求，利用來自自然界的天然無毒生物大分子進行開發(fā)應用染整加工助劑受到人們的普遍歡迎。花青素是一種植物水溶性色素，由于其來源廣、無毒性、安全性高，且具有抗氧化、改善血液循環(huán)、抑制炎癥與過敏、抗癌等生理功能和其他一些特殊保健功能[1-3]。花青素母核結(jié)構(gòu)當中具有雙鍵，能選擇性吸收可見光而呈現(xiàn)一定的顏色，從紅色、紫色、藍色至綠色，跨越了多個色系，從目前的研究文獻來看，在紡織品的染色應用上，花青素染料的研究應用報道較少[4]。殼聚糖是一類帶正電荷的天然生物高分子，由于其獨特的結(jié)構(gòu)特征，含有活潑性基團-OH、-NH2，生物相容性好、生物降解性、良好的成膜性，在紡織品中作為染色增深劑、功能整理劑已有廣泛的應用研究報道[5-6]。本文主要研究花青素不同濃度及pH值的溶液紫外可見光譜及花青素摻雜殼聚糖/鎂溶液對蠶絲進行染色，研究不同條件對蠶絲染色性能的影響。

1 材料和試劑

材料：蠶絲織物

試劑：殼聚糖（生化試劑，浙江金殼生物化學有限公司）；花青素（生化試劑長沙榮奇生物科技有限公司）；氯化鎂，冰醋酸（市售，均為AR級）。

2 方法

2.1 配置不同濃度及不同pH的花青素溶液

分別配制不同濃度的花青素溶液及pH值分別為1.89、2.56、4.1、6.37、7.00、9.15、11.2的花青素溶液，研究它們的紫外可見吸收光譜。

2.2 含花青素及金屬鎂離子殼聚糖溶液對蠶絲的處理

配制1%的殼聚糖醋酸溶液，加入一定量的花青素及氯化鎂，攪拌，直至形成均相的澄清溶液，放入蠶絲織物，50℃，處理1小時，取出水洗，晾干。測測試染色蠶絲的表面色深值K/S.

2.3 不同處理工藝條件對蠶絲織物性能的影響

在pH為5~6的條件下，研究處理方法、pH值，殼聚糖濃度、氯化鎂用量、花青素濃度等對蠶絲織物染色影響 ，測試表面色深值K/S。

2.4 表觀深度（K/S）的測定

將染色織物折成三到四層，整理平整，在Color-Eye 7000A電腦測配色系統(tǒng)上測定表觀色深K/S值，采用D65光源，10o視場。為了減小測試誤差，每試樣測定3次取平均值。將試樣折疊4層，置于UltraScan XE 測色儀上，每個樣品在不同位置測試3次，測定染色樣品在其最大吸收波長處的值，計算公式如下：

式中：R表示有色試樣趨于無限厚或沒有透射時的反射率；

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

3 結(jié)果與討論

3.1 天然花青素溶液及不同pH值條件下紫外可見光譜

圖1 不同濃度花青素溶液紫外可見光譜

圖2 不同pH下花青素溶液的吸光度曲線

圖1和圖2不同濃度溶液和不同pH體條件下的紫外可見吸光度曲線，在300、510nm處均有吸收峰，是花青素的特征吸收峰，由此可推測葡萄籽色素屬于花青素；此外，在300～335nm處的吸收峰為酰基化的花青素，這是由于?；幕ㄇ嗨刂写嬖隰驶狢=O，電子從能量較低的n軌道躍遷至π軌道，發(fā)生n→π*電子躍遷的緣故。并且隨著pH 的增加，花青素的紫外可見吸收有紅移現(xiàn)象，這主要是基本結(jié)構(gòu)及其在不同pH條件下發(fā)生的互變結(jié)構(gòu)而導致的。

3.2 花青素摻雜的殼聚糖鎂溶膠對蠶絲的染色性能影響

研究分別用花青素/殼聚糖/鎂，花青素，花青素/鎂，花青素/殼聚糖對蠶絲纖維進行處理，發(fā)現(xiàn)花青素/殼聚糖/鎂雜化體系處理的蠶絲纖維的表面色深值最高。說明在殼聚糖/鎂雜化體系的共同作用下，殼聚糖在酸性條件下的氨基有助于對染料的吸附，而鎂鹽與花青素形成的復合物也有助于纖維表面顏色加深。有研究已經(jīng)證實，當花青素和其它無色有機化合物或金屬離子或復雜分子如黃酮或多酚類化合物作用時，它們之間會以化學鍵結(jié)合，形成特定的空間構(gòu)型，產(chǎn)生一種色素顏色發(fā)生變化或強度增強的現(xiàn)象，這使得花青素穩(wěn)定存在于植物和果蔬中，這就是輔助著色現(xiàn)象，簡稱輔色作用。添加輔色劑到花青素溶液中會加深溶液的色澤。輔色劑包括黃酮、生物堿、氨基酸、有機酸、核苷酸、多糖、金屬離子及花青素本身。輔色劑與花青素形成的復合物能加深溶液色澤，同時使最大吸收波長向長波方向移動。因此，在花青素溶液中加入鎂離子，有助于花青素顏色的顯色，對織物的染色是有利的。

研究花青素/殼聚糖/鎂雜花體系中不同條件變化對蠶絲上色的影響，結(jié)果見圖4。圖4a為不同pH條件下，花青素上染蠶絲纖維的情況，研究發(fā)現(xiàn)，在不同pH條件下，纖維表面的色深值K/S變化不同。pH越小，即酸性越強，蠶絲纖維表面色深值越高。說明花青素對蠶絲纖維的染色需要在酸性條件下進行。

圖5 不同條件對蠶絲染色性能影響

制備摻雜花青素殼聚糖鎂雜化溶液，研究不同殼聚糖用量、氯化鎂用量及不同染色溫度時，對蠶絲上色性能的影響。結(jié)果分別見圖5。隨著殼聚糖用量的增加，表面色深值增加，但增加到一定程度后，殼聚糖用量增加，表面色深值反而下降，這是由于殼聚糖為高分子易成膜的物質(zhì)，濃度增加，在纖維表面成膜厚度增加，反而阻礙染料向纖維內(nèi)部的滲透，而隨著染色溫度增加，表面K/S增加，說明殼聚糖/鎂/花青素雜化體系在纖維表面沉積后，染料的吸附擴散是吸熱反應，溫度越高，分子運動加快，越有助于染料的吸附。而研究表明，金屬鎂離子在金屬花青素形成過程中，起著重要穩(wěn)定作用[2]。氯化鎂的促染作用也隨著其用量的增加而增加，超過一定用量，纖維表面K/S下降，這是金屬離子與天然染料、蠶絲纖維配位時封閉了一部分羥基而導致吸附染料能力下降，K/S降低。

4 結(jié)論

利用花青素摻雜的殼聚糖金屬鎂離子溶液對蠶絲織物染色，酸性條件下，溫度增加，有利于花青素上染，表面色深度增加，同時花青素顏色穩(wěn)定性增強。

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