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

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(xué)院紡織服裝學(xué)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(duì)棉織物進(jìn)行超聲波染色，并測(cè)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(shí)間60 min，pH值3 時(shí)，上染率最好。三種的媒染方式中，預(yù)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(duì)環(huán)境構(gòu)成威脅，也是對(duì)現(xiàn)有資源的一種浪費(fèi)[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(hù)了環(huán)境又為企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。香蕉皮中含有黃色素[2～3]、黑色素[4]及其他各類(lèi)色素，這些色素主要應(yīng)用于食品領(lǐng)域，作為紡織染料的研究較少，目前僅見(jiàn)極少量將香蕉皮色素用于毛織物染色的研究[5]。

本實(shí)驗(yàn)用提取的香蕉皮色素對(duì)棉織物進(jìn)行超聲波染色，通過(guò)溫度、浴比、染色時(shí)間，pH值和媒染方式等單因素實(shí)驗(yàn)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(yàn)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(wú)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(xué)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(jiàn)分光光度計(jì)（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（上海科導(dǎo)超聲儀器有限公司）、SW-8A型耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)（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(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 香蕉皮色素的提取

前期實(shí)驗(yàn)得到最優(yōu)的香蕉皮色素提取工藝為提取時(shí)間2 h，提取溫度60 ℃，提取劑濃度（乙醇體積分?jǐn)?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(shí)驗(yàn)

將濕潤(rùn)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(jìn)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(shí)間30～80 min，染液pH為1～6。

預(yù)媒染：在6 g/L的硫酸鋁鉀溶液中放置濕潤(rùn)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(rùn)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(rùn)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(duì)上染率的影響

（1）如圖1所示，溫度在低于50 ℃時(shí)上染率逐漸增大，高于50 ℃后上染率降低。這是因?yàn)殡S著溫度逐漸增加，染料分子在溶液中的運(yùn)動(dòng)速度加快，更容易移動(dòng)到織物上；但當(dāng)溫度達(dá)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(duì)上染率的影響

2.2 浴比對(duì)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(shí)達(dá)到峰值，這是因?yàn)榭椢锶旧枰欢ǖ娜芤毫繉⑵浣竵?lái)保證上染，而當(dāng)浴比過(guò)高時(shí)，會(huì)使染液中染料濃度過(guò)低，從而導(dǎo)致上染率下降。

圖2　不同浴比對(duì)上染率的影響

2.3 染色時(shí)間對(duì)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?yàn)槌渥愕娜旧珪r(shí)間會(huì)增加色素分子與織物的有效結(jié)合，時(shí)間為60 min時(shí)色素與織物充分結(jié)合，上染率達(dá)到峰值，而染色時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使香蕉皮色素變性，降低了對(duì)棉織物的附著率。

圖3　不同染色時(shí)間對(duì)上染率的影響

2.4 pH值對(duì)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(dá)到3時(shí)上染率最高，這可能是因?yàn)橄憬镀ど卦谒嵝原h(huán)境較為穩(wěn)定，但當(dāng)酸性過(guò)高時(shí)，色素中所含的鞣花酸類(lèi)物質(zhì)可能會(huì)發(fā)生成鹽反應(yīng)，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(duì)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(shí)間60 min，pH值3。

2.5 媒染方式對(duì)上染率的影響

不同染色方法對(duì)上染率的影響如圖5所示，預(yù)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(luò)合染料與織物來(lái)促進(jìn)染料上染[6]。當(dāng)進(jìn)行預(yù)媒染時(shí)，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(luò)合；織物浸入染液后，絡(luò)合了織物的金屬離子又和染液中的染料發(fā)生絡(luò)合，使染料固著到織物上，促進(jìn)了染料上染，因此上染率比直接染色高；進(jìn)行同浴媒染時(shí)，媒染劑的金屬離子和染料分子在水溶液中絡(luò)合，容易形成不溶的絡(luò)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(shí)，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(luò)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(luò)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(duì)上染率的影響

3 小結(jié)

采用不同的染色方式進(jìn)行香蕉皮色素對(duì)棉織物的超聲波染色，單因子實(shí)驗(yàn)證明，溫度50 ℃，浴比1∶50，時(shí)間60 min，pH值3時(shí)上染率最高；采用預(yù)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(xué)學(xué)報(bào),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(xué),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(xué),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(xué),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(lǐng)域的應(yīng)用[J].蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)(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