王碧嶠　孔方圓　彭雪梅　高園園

棉織物的香蕉皮色素超聲波染色

王碧嶠孔方圓彭雪梅高園園

（德州學院紡織服裝學院山東德州253023）

使用乙醇提取的香蕉皮色素，分別用直接染色法和媒染法對棉織物進行超聲波染色，并測試上染率和色牢度。結(jié)果表明，香蕉皮色素染色棉織物具有較好的色牢度，其中溫度50 ℃，浴比1∶50，染色時間60 min，pH值3 時，上染率最好。三種的媒染方式中，預媒染方式上染率最好。

香蕉皮；天然植物色素；超聲波染色；棉織物

隨著香蕉深加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，造成了香蕉皮等副產(chǎn)物的大批量產(chǎn)出，不但對環(huán)境構成威脅，也是對現(xiàn)有資源的一種浪費[1]。香蕉皮的有效利用為香蕉加工企業(yè)解決香蕉皮處理的難題提供新的思路，既保護了環(huán)境又為企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟價值。香蕉皮中含有黃色素[2～3]、黑色素[4]及其他各類色素，這些色素主要應用于食品領域，作為紡織染料的研究較少，目前僅見極少量將香蕉皮色素用于毛織物染色的研究[5]。

本實驗用提取的香蕉皮色素對棉織物進行超聲波染色，通過溫度、浴比、染色時間，pH值和媒染方式等單因素實驗分析影響香蕉皮上染性能的因素，探求香蕉皮色素染色棉織物的最佳工藝。

1 試驗部分

1.1 材料、藥品與儀器

材料：市售香蕉、純棉白坯布50 g。

藥品：無水乙醇、檸檬酸、鹽酸、碳酸鈉、氫氧化鈉、十二水硫酸鋁鉀等（均為分析純）（天津市大茂化學品試劑廠）。

儀器：JT502 N型電子天平（上海精天電子儀器有限公司）、756 型紫外可見分光光度計（上海菁華科技儀器有限公司）、HH-6D數(shù)顯電熱恒溫水浴鍋（上海皓莊儀器有限公司）、SK8200 LHC型超聲波清洗器（上?？茖С晝x器有限公司）、SW-8A型耐洗色牢度試驗機（青島山紡儀器有限公司）、Y571 W紡織品摩擦色牢度儀（寧波紡織儀器廠）。

1.2 實驗方法

1.2.1 香蕉皮色素的提取

前期實驗得到最優(yōu)的香蕉皮色素提取工藝為提取時間2 h，提取溫度60 ℃，提取劑濃度（乙醇體積分數(shù)）80 %，提取料液比1∶10 。

1.2.2 香蕉皮色素染棉織物單因素實驗

將濕潤的棉織物浸泡在香蕉皮色素提取液中，并放置在超聲波清洗儀中進行染色；染色后取出棉織物皂洗、水洗，避光處晾干。各因素范圍為：水浴溫度為30～60 ℃，浴比為1∶30～1∶70，浸染時間30～80 min，染液pH為1～6。

預媒染：在6 g/L的硫酸鋁鉀溶液中放置濕潤的棉織物，在50 ℃恒溫水浴的超聲波清洗儀中浸染30 min后取出，再放入香蕉皮色素提取液中超聲波輔助浸染30 min，浴比1∶50 。

同浴媒染：在香蕉皮色素提取液中加入6 g/L的硫酸鋁鉀溶液，將濕潤的棉織物置于其中，50 ℃水浴超聲波輔助浸染60 min，浴比1∶50 。

后媒染：將濕潤的棉織物置于香蕉皮色素提取液中，在50 ℃恒溫水浴的超聲波清洗儀中浸染30 min后，再置于6 g/L的硫酸鋁鉀溶液中，在50 ℃水浴超聲波輔助浸染30 min后取出，浴比1∶50 。

2 結(jié)果與討論

2.1 染色溫度對上染率的影響

（1）如圖1所示，溫度在低于50 ℃時上染率逐漸增大，高于50 ℃后上染率降低。這是因為隨著溫度逐漸增加，染料分子在溶液中的運動速度加快，更容易移動到織物上；但當溫度達到一定程度后，由于染料分子不耐高溫發(fā)生變性，故使得棉織物的上染率有所下降。

圖1　不同染色溫度對上染率的影響

2.2 浴比對上染率的影響

如圖2所示，隨著浴比的提高，棉織物的上染率先升高后降低，在1∶50 時達到峰值，這是因為織物染色需要一定的溶液量將其浸透來保證上染，而當浴比過高時，會使染液中染料濃度過低，從而導致上染率下降。

圖2　不同浴比對上染率的影響

2.3 染色時間對上染率的影響

如圖3所示，在60 min之前上染率逐漸上漲，60 min之后上染率逐漸下降，這是因為充足的染色時間會增加色素分子與織物的有效結(jié)合，時間為60 min時色素與織物充分結(jié)合，上染率達到峰值，而染色時間過長會使香蕉皮色素變性，降低了對棉織物的附著率。

圖3　不同染色時間對上染率的影響

2.4 pH值對上染率的影響

如圖4所示，上染率隨pH值的增大先增大后減小，在pH值達到3時上染率最高，這可能是因為香蕉皮色素在酸性環(huán)境較為穩(wěn)定，但當酸性過高時，色素中所含的鞣花酸類物質(zhì)可能會發(fā)生成鹽反應，造成色素分子與織物結(jié)合的效率下降。

圖4　不同色素提取液pH值對上染率的影響

綜上所述，香蕉皮色素提取液直接染色棉織物的最優(yōu)方案為：溫度50 ℃，浴比1∶50 ，時間60 min，pH值3。

2.5 媒染方式對上染率的影響

不同染色方法對上染率的影響如圖5所示，預媒染棉織物上染率最高，直接染色次之，同浴媒染最低。媒染劑的作用是利用金屬離子絡合染料與織物來促進染料上染[6]。當進行預媒染時，作為媒染劑的硫酸鋁鉀先電離出較為充足的金屬離子，金屬離子先和織物發(fā)生絡合；織物浸入染液后，絡合了織物的金屬離子又和染液中的染料發(fā)生絡合，使染料固著到織物上，促進了染料上染，因此上染率比直接染色高；進行同浴媒染時，媒染劑的金屬離子和染料分子在水溶液中絡合，容易形成不溶的絡合物造成沉淀，使染液中染料的濃度降低，造成上染率下降；而在后媒染時，于染液基本都在織物內(nèi)部和織物表面，金屬離子加入后，可以比較方便地將染料分子和織物絡合在一起，但也有一小部分金屬離子和染液分子產(chǎn)生不溶的絡合物，變成可以被洗掉的沉淀，所以后媒染的上染率比直接染色略有下降。

圖5　不同染色方法對上染率的影響

3 小結(jié)

采用不同的染色方式進行香蕉皮色素對棉織物的超聲波染色，單因子實驗證明，溫度50 ℃，浴比1∶50，時間60 min，pH值3時上染率最高；采用預媒染方式上染率最高。

[1]宋維春,徐云升.香蕉皮的綜合利用研究[J].瓊州大學學報,2005,(5):43-45.

[2]王凌云,魏丕偉,熊俐,等.香蕉皮黃色素的提取工藝及穩(wěn)定性研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學,2015,43(9):316-320.

[3]趙立.香蕉皮黃色素穩(wěn)定性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學,2008,(29):12548-12549+12562.

[4]薛鋒,高健,張龍.超聲輔助提取香蕉皮黑色素的工藝研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學,2012,40(1):242-244.

[5]郭雪玲,陶永瑛,馬博謀,等.香蕉皮色素的超聲波輔助提取及其穩(wěn)定性[J].印染,2016,42(18):6-11.

[6]趙為陶,林紅,陳宇岳.金屬離子在紡織領域的應用[J].蘇州大學學報(工科版),2006(6):1-5.

Ultrasonic dyeing of cotton fabric with natural dyes extracted from banana Peel

Wang Biqiao, Kong Fangyuan, Peng Xuemei, Gao Yuanyuan

(College of Textile and Clothing, Dezhou University, Dezhou, Shandong 253023)

The pigment of banana peel extracted by ethanol is dyed with direct dyeing and mordant dyeing ultrasonic wave method respectively on cotton fabrics, and the dyeing rate and colour fastness are tested. The results show that the cotton fabric dyed with banana peel pigments has good colour fastness.The best dyeing rate conditions are dyeing temperature of 50℃,ratio of solid to solution of 1:50, dyeing time of 60 min and pH value of 3.The pre-mordant dyeing method has best dyeing rate of the three mordant dyeing method.

banana；peel；natural；plant；pigment；ultrasonic；dyeing；cotton；fabric

TS193.2

C

2095-1205(2019)09-99-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.09.57