紫甘薯色素用于牛奶纤维、大豆纤维织物的染色性研究

论文摘要

紫甘薯红色素是从紫甘薯中提取出来的,具有无毒、无害、无污染的优点,而且稳定性比较好,主要在食品、药品和化妆品等领域运用,近期已用于对天然纤维织物进行染色,染色织物具有自然纯朴、安全环保、保健等功能。再生蛋白纤维具有天然纤维与合成纤维的特性,手感滑糯、光泽亮丽、透气爽身、强韧保暖且具有抗菌性等,深受广大消费者欢迎。牛奶、大豆蛋白织物采用具有保健功能的紫甘薯色素染色,不仅提高了产品的附加值,同时强化服装面料的生态化和安全性,符合新世纪人们对服装面料的要求,是开发绿色生态纺织品的一个很好的研究途径,拓展了纺织品染色天然染料的来源。本文首先介绍了天然植物染料与再生蛋白织物的研究进展和现状,通过红外光谱、扫描电镜、分光光度计分析了紫甘薯红色素的结构和性能,并对其市场发展趋势做了展望,并对牛奶纤维及大豆蛋白纤维的形态结构和组分构成进行分析,归纳了再生蛋白纤维的性能。根据其各自特点确定了用紫甘薯红色素上染于牛奶织物、大豆蛋白织物的染色工艺——直接染色、媒染剂预媒染色、媒染剂后媒染色,用黄土、铝盐、亚铁盐做媒染剂。本文采用正交实验、极差分析和单因素分析,得出牛奶织物、大豆蛋白织物的直接染色的最佳工艺条件,紫甘薯红色素上染再生蛋白质织物有良好的染色性能,但是其皂洗牢度较差。通过黄土预媒染、铝盐预媒染、亚铁盐预媒染及黄土后媒染、铝盐后媒染、亚铁盐后媒染染色染色后牛奶织物的颜色特征值、上染率、色牢度、色泽对比,媒染可明显提高织物的皂洗牢度及上染率,上染牛奶织物时黄土预媒染、铝盐预媒染的媒染效果较好,铁盐在后媒染中,体现出了其增色效果,上染率大,但上染效果不稳定且颜色发暗。大豆蛋白织物经过三种媒染剂的预媒染与后媒染的效果比较,媒染可明显提高织物的皂洗牢度及上染率,预媒染的染出的色泽比后媒染的明艳,黄土预媒染与铝盐预媒染染色色差接近,但是黄土预媒染的色泽偏红,明度较大,以黄土做媒染剂更绿色环保,综合各因素考虑,在大豆蛋白织物染色中,黄土预媒染效果最佳。本文还对紫甘薯红色素对牛奶纤维、大豆蛋白纤维染色的机理进行分析,绘制上染速率曲线和吸附等温线,通过测定牛奶纤维的染色热力学以及动力学(扩散系数、半染时间、染色速率常数)数据,阐述牛奶纤维及大豆蛋白纤维的染色机理,并分析其吸附等温线类型,结果表明紫甘薯色素在牛奶纤维的吸附属于Nernst分配型吸附,大豆蛋白纤维趋于Langmuir型,研究成果对紫甘薯红色素的产品开发和应用领域具有一定的实践指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究意义
• 1.3 主要研究内容
• 1.4 创新之处
• 1.5 课题资助
• 第二章 天然植物染料——紫甘薯色素
• 2.1 染料的发展概况
• 2.2 关于植物染料
• 2.2.1 植物染料发展史
• 2.2.2 植物染料的应用现状
• 2.2.3 植物染料染色的特点
• 2.2.4 植物染料的不足之处
• 2.3 关于紫甘薯及紫甘薯色素
• 2.3.1 花青素
• 2.3.2 紫甘薯
• 2.4 紫甘薯色素的结构与性能
• 2.4.1 紫甘薯红色素的结构特点
• 2.4.2 红外光谱
• 2.4.3 紫甘薯色素的特性
• 2.5 紫甘薯色素的应用及发展前景
• 2.5.1 紫甘薯色素的应用
• 2.5.2 紫甘薯色素的发展前景
• 第三章 紫甘薯色素用于牛奶纤维织物的染色
• 3.1 牛奶纤维
• 3.1.1 牛奶纤维的发展概况
• 3.1.2 牛奶纤维的成分分析
• 3.1.3 红外光谱分析
• 3.1.4 牛奶纤维的分子结构
• 3.1.5 牛奶纤维的聚集态结构
• 3.1.6 牛奶纤维的形态结构
• 3.1.7 牛奶纤维的性能
• 3.2 实验材料及染色工艺设计
• 3.2.1 材料与药品
• 3.2.2 实验仪器
• 3.2.3 染色工艺
• 3.2.4 皂洗工艺
• 3.2.5 测试指标
• 3.3 直接染色实验
• 3.3.1 直接染色工艺正交实验
• 3.3.2 直接染色单因素分析
• 3.3.3 直接染色效果分析
• 3.4 预媒染染色
• 3.4.1 黄土预媒染
• 3.4.2 亚铁盐预媒染
• 3.4.3 铝盐预媒染
• 3.5 后媒染染色
• 3.5.1 黄土后媒染
• 3.5.2 亚铁盐后媒染
• 3.5.3 铝盐后媒染
• 3.6 结果分析
• 3.6.1 色牢度
• 3.6.2 色泽
• 3.6.3 匀染性
• 3.6.4 透染性
• 3.7 本章小结
• 第四章 紫甘薯色素用于大豆织物的染色
• 4.1 大豆纤维
• 4.1.1 大豆纤维的发展概况
• 4.1.2 大豆纤维的化学组成
• 4.1.3 红外光谱分析
• 4.1.4 大豆蛋白纤维的结构特征
• 4.1.5 大豆蛋白纤维的聚集态结构
• 4.1.6 大豆蛋白纤维的形态结构
• 4.1.7 大豆蛋白纤维的性能
• 4.2 实验材料及染色工艺设计
• 4.2.1 材料与药品
• 4.2.2 实验仪器
• 4.2.3 染色工艺
• 4.2.4 皂洗工艺
• 4.2.5 测试指标
• 4.3 直接染色实验
• 4.3.1 直接染色工艺正交实验
• 4.3.2 单因素分析
• 4.4 预媒染染色
• 4.4.1 黄土预媒染
• 4.4.2 亚铁盐预媒染
• 4.4.3 铝盐预媒染
• 4.5 后媒染染色
• 4.5.1 黄土后媒染
• 4.5.2 亚铁盐后媒染
• 4.5.3 铝盐后媒染
• 4.6 结果分析
• 4.6.1 色牢度
• 4.6.2 色泽
• 4.6.3 匀染性
• 4.6.4 透染性
• 4.7 本章小结
• 第五章 紫甘薯色素的染色机理分析
• 5.1 植物染料在溶液中的状态
• 5.2 染色过程
• 5.2.1 吸附
• 5.2.2 扩散
• 5.2.3 固着
• 5.3 染料和纤维之间的作用力
• 5.4 实验
• 5.4.1 实验材料及药品
• 5.4.2 实验内容
• 5.5 结果与讨论
• 5.5.1 染料的标准工作曲线
• 5.5.2 纤维染色动力学
• 5.5.3 纤维热力学研究
• 5.6 本章小结
• 第六章 全文结论
• 6.1 关于紫甘薯色素用于牛奶织物的染色性
• 6.2 关于紫甘薯色素用于大豆蛋白织物的染色性
• 6.3 关于紫甘薯色素对牛奶、大豆蛋白纤维的染色机理
• 参考文献
• 致谢