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)

?

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(kāi)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，?；纳胤肿涌梢允股氐姆€(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(jiàn)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(kāi)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(jiàn)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)玖嫌昧浚瑴y(cè)得染料用量對(duì)染色織物K/S值及摩擦牢度的影響見(jiàn)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(jiàn)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(jiàn)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].成都紡織高等專科學(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