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        紫甘薯紅色素對(duì)牛皮的直接染色研究

        2016-12-05 01:37:30李春暉黃雪紅邵改芹
        關(guān)鍵詞:影響

        李春暉,黃雪紅,邵改芹

        (江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇南通 226007)

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        紫甘薯紅色素對(duì)牛皮的直接染色研究

        李春暉,黃雪紅,邵改芹

        (江蘇工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇南通 226007)

        研究了紫甘薯紅色素對(duì)牛皮的直接染色工藝。采用單因素試驗(yàn)方法,討論了染色溫度、時(shí)間、pH值及電解質(zhì)對(duì)等因素對(duì)紫甘薯紅色素吸收波長(zhǎng)的影響,以及染料用量、滲透劑、勻染劑、染色方法對(duì)牛皮染色效果和摩擦牢度的影響,優(yōu)化了紫甘薯紅色素對(duì)牛皮的直接染色工藝。結(jié)果顯示,紫甘薯紅色素對(duì)牛皮的直接染色工藝:染色溫度70℃、染色時(shí)間90min、染色pH值4,染料用量4%(owf),滲透劑用量3%(owf),勻染劑用量2%(owf),采用浸染方法,染色牛皮得色量及摩擦牢度最佳。

        紫甘薯紅色素 牛皮 直接染色

        皮革制品如沙發(fā)、包、鞋等人們購(gòu)買后將作為高端消費(fèi)品長(zhǎng)期使用,且部分與人體皮膚直接接觸,這就對(duì)皮革染料的生態(tài)相容性提出了更高的要求。目前所用的皮革染料主要是偶氮類染料,然而,綠色制革概念的提出為制革染料提出了新的要求,不含致癌物質(zhì)、不對(duì)人體產(chǎn)生過(guò)敏作用、不含環(huán)境荷爾蒙、嚴(yán)格限制重金屬和甲醛、不含環(huán)境污染物等。天然染料因良好的環(huán)境相容性和自然無(wú)污染的特性[1,2],而成為綠色制革用染料的不二選擇。目前研究較多的制革用天然染料主要來(lái)源于高粱、紅米、姜黃、紫甘薯、板栗刺殼以及核桃青皮等[3]。國(guó)外對(duì)紫甘薯研究較早,大約始于20世紀(jì)中期。國(guó)內(nèi)學(xué)者陸國(guó)權(quán)等1996年即開始對(duì)該色素進(jìn)行系統(tǒng)的研究,現(xiàn)已取得顯著進(jìn)展。有資料報(bào)道,酰基化的色素分子可以使色素的穩(wěn)定性提高,而紫甘薯色素分子是酰基化的色素分子,所以其穩(wěn)定性較強(qiáng),應(yīng)用前景廣泛,因此本文選取紫甘薯紅色素對(duì)皮革進(jìn)行染色。

        1 實(shí)驗(yàn)

        1.1 材料和儀器

        坯皮:牛皮頭層皮。

        藥品:氨水、甲酸等均為分析純,紫甘薯紅色素粉末從公司購(gòu)買。

        儀器:PHS-3C精密pH計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司);SHA-C水浴恒溫振蕩器(金壇市恒豐儀器廠);Color-Eye3100型測(cè)色配色儀(理寶科學(xué)器材有限公司);TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限公司);GYROWASH415水洗/干洗色牢度機(jī)(James H Heal and Co.td England);Y(B)571-Ⅱ型預(yù)置式色牢度摩擦儀。

        1.2 實(shí)驗(yàn)方法

        牛皮頭層皮坯,9,54G

        1.2.1 實(shí)驗(yàn)處方:

        滲透劑 1-5%

        勻染劑 1-5%

        氨水 2-5%

        甲酸 2-5%

        染料 2-7%

        浴比 1∶20

        1.2.2 實(shí)驗(yàn)步驟:

        40℃開始,緩慢加入滲透劑、攪勻后加入皮坯10min后加入氨水?dāng)嚢?0min,再緩慢加入配制好的染料和勻染劑升溫至70℃×30min后加入2/3甲酸保溫30min,后加入1/3甲酸后再保溫60min,降溫水洗烘干。

        1.3 性能測(cè)試

        圖1 紫甘薯花青素結(jié)構(gòu)圖

        紫甘薯所含的花青素為類黃酮系化合物,以C6—C3—C6為基本骨架,具有類黃酮的典型結(jié)構(gòu)。

        1.3.1 紫甘薯紅色素吸收波長(zhǎng)的測(cè)定

        用TU-1901雙光束紫外可見分光光度計(jì),在190-800nm范圍內(nèi)進(jìn)行測(cè)定。

        1.3.2 染色牛皮的K/S值的測(cè)定

        將染色牛皮,在Color-Eye3100型測(cè)色配色儀上進(jìn)行測(cè)定,記錄染色牛皮的最大反射波長(zhǎng)處的K/S值。

        1.3.3 染色牢度的測(cè)定

        摩擦牢度根據(jù)GB/T3920-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》測(cè)定。

        牢度評(píng)定方法:根據(jù)GB/T250-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 評(píng)定變色用灰色樣卡》和GB/T251-2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 評(píng)定沾色用灰色樣卡》對(duì)牢度進(jìn)行評(píng)級(jí)。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 紫甘薯紅色素染料影響因素分析

        2.1.1 pH值的影響

        表1 pH值對(duì)紫甘薯紅色素染料最大吸收波長(zhǎng)的影響

        圖2 pH值對(duì)紫甘薯紅色素染料最大吸收波長(zhǎng)的影響

        由圖2可知,pH值對(duì)紫甘薯紅色素染料的光譜特性影響很大,在不同的介質(zhì)中呈現(xiàn)不同的光譜特性,隨著pH的升高,紫甘薯紅色素染料的吸收峰向長(zhǎng)波方向移動(dòng)。說(shuō)明介質(zhì)pH對(duì)其吸收峰位有影響。只要pH值不變,其特征吸收峰也不變。只在酸性條件PH=4時(shí)λ=530nm處出現(xiàn)特征吸收峰。

        2.1.2 溫度的影響

        表2 溫度對(duì)紫甘薯紅色素染料最大吸收波長(zhǎng)的影響固定pH=4

        溫度℃30507090110光的最大吸收波長(zhǎng)/nm524520532526521

        圖3 溫度對(duì)紫甘薯紅色素染料最大吸收波長(zhǎng)的影響

        由圖3可知,pH=4時(shí)溫度對(duì)紫甘薯紅色素染料的光譜特性影響不大,溫度為70℃時(shí)λ=532nm接近特征吸收峰值。

        2.1.3 時(shí)間的影響

        表3 時(shí)間對(duì)紫甘薯紅色素染料最大吸收波長(zhǎng)的影響固定pH=4,溫度為70℃

        時(shí)間min306090120150光的最大吸收波長(zhǎng)/nm521520528534519

        圖4 時(shí)間對(duì)紫甘薯紅色素染料最大吸收波長(zhǎng)的影響

        由圖4可知,pH=4時(shí),溫度為70℃時(shí),時(shí)間對(duì)紫甘薯紅色素染料的光譜特性影響不大,時(shí)間為90和120分鐘時(shí)λ=528和534nm接近特征吸收峰值,從節(jié)能降耗角度考慮,時(shí)間選擇90分鐘。

        2.1.4 NaCL的影響

        表4 NaCL對(duì)紫甘薯紅色素染料最大吸收波長(zhǎng)的影響固定pH=4,溫度為70℃,時(shí)間90分鐘,水200mL

        NaCL的用量g02468光的最大吸收波長(zhǎng)/nm531564575588599

        圖5 NaCL對(duì)紫甘薯紅色素染料最大吸收波長(zhǎng)的影響

        由圖5可知,固定pH=4,溫度為70℃,時(shí)間90分鐘,水200mL,NaCL對(duì)紫甘薯紅色素染料的光譜特性影響很大,隨NaCl濃度的增加,紫甘薯紅色素染料最大吸收波長(zhǎng)也增大。因此染色時(shí)盡量不加鹽。

        2.2 紫甘薯紅色素染料染牛皮直接染色工藝的優(yōu)化

        2.2.1 染料用量對(duì)K/S值及摩擦牢度的影響

        表5 染料用量對(duì)K/S值及摩擦牢度的影響

        圖6 染料用量對(duì)K/S值及摩擦牢度的影響

        固定pH=4,溫度為70℃,時(shí)間90分鐘,浴比30︰1,僅改變?nèi)玖嫌昧?,測(cè)得染料用量對(duì)染色織物K/S值及摩擦牢度的影響見圖6。綜合染料用量對(duì)染深性和摩擦牢度的影響,染料用量不超過(guò)4%(OWF)為宜。

        2.2.2 滲透劑用量對(duì)K/S值及摩擦牢度的影響

        當(dāng)染料用量固定為4%(OWF)

        表6 滲透劑用量對(duì)K/S值及摩擦牢度的影響

        圖7 滲透劑用量對(duì)K/S值及摩擦牢度的影響

        固定pH=4,溫度為70℃,時(shí)間90分鐘,浴比30︰1,染料用量固定為4%(OWF),僅改變滲透劑用量,測(cè)得滲透劑用量對(duì)染色織物K/S值及摩擦牢度的影響見圖7。綜合滲透劑用量對(duì)染深性和摩擦牢度的影響,滲透劑用量3%(OWF)為宜。

        2.2.3 勻染劑用量對(duì)K/S值及摩擦牢度的影響

        染料用量固定為4%(OWF),滲透劑用量3%(OWF)

        表7 勻染劑用量對(duì)K/S值及摩擦牢度的影響

        圖8 勻染劑用量對(duì)K/S值及摩擦牢度的影響

        固定pH=4,溫度為70℃,時(shí)間90分鐘,浴比30︰1,染料用量固定為4%(OWF),滲透劑用量3%(OWF),僅改變勻染劑用量,測(cè)得勻染劑用量對(duì)染色織物K/S值及摩擦牢度的影響見圖8。綜合勻染劑用量對(duì)染深性和摩擦牢度的影響,勻染劑用量2%(OWF)為宜。

        2.2.4 染色方法對(duì)K/S值及摩擦牢度的影響

        染料用量固定為4%(OWF),滲透劑用量3%(OWF),勻染劑用量2%(OWF)

        表8 染色方法對(duì)K/S值及摩擦牢度的影響

        由表8可知,采用浸染法為宜。

        3 結(jié)論

        (1)紫甘薯紅色素對(duì)牛皮的直接染色工藝:染色溫度70℃、染色時(shí)間90min、染色pH值4,不加鹽,染料吸收波長(zhǎng)達(dá)到特征峰值。

        (2)紫甘薯紅色素對(duì)牛皮的直接染色工藝:染料用量4%(owf),滲透劑用量3%(owf),勻染劑用量2%(owf),采用浸染方法,染色牛皮得色量及摩擦牢度最佳。

        [1] 路振翔.天然植物染料的應(yīng)用及發(fā)展[J].成都紡織高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2015(4):106-110.

        [2] 范云麗,徐華鳳,王雪燕.天然染料的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].成都紡織高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2016(1):158-163.

        [3] 簡(jiǎn)未平,王全杰.天然染料的發(fā)展現(xiàn)狀及其在皮革染色中的應(yīng)用[J].西部皮革,2012,41(23): 23-27.

        2016-04-20

        江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目

        黃雪紅(1968-),女,副教授,研究方向:紡織化學(xué)與染整。

        TS193

        A

        1008-5580(2016)04-0090-04

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