天然植物染料在蛋白质纤维织物上的染色性研究

论文摘要

随着人们环境保护意识的不断增加,生态纺织品的研发逐渐成为纺织品染整加工的热点。天然染料原料来源广泛、可再生、用于纺织品的染整加工对人体无毒无害,因此重新评估和开发天然染料染色技术已成为客观需要。本文以牡丹花染料和茜草染料为研究对象,对其在蛋白质纤维织物上的染色性能进行了研究。牡丹花黄色染料的主要成分为黄酮类结构的物质,借助诊断试剂确定其可能结构式为3,4’,5,7-四羟基黄酮或3,3’,4’,5,7-五羟基黄酮;以芦丁为对照品,通过紫外分光光度法测试染料中总黄酮含量为67.46%,染料中总黄酮含量的测试为牡丹花黄色染料提供了质量标准依据。牡丹花红色染料的主体结构为花青素,在酸性条件下带正电,很难上染蛋白质纤维织物,因此为了染得红色产品,本研究选用另一种植物一茜草作为原料来提取红色染料。为了获得鲜艳而纯正的红色,采用淀粉对茜草进行预处理,尽量去除茜草中偏黄色光的成分后再提取茜草染料,将其用于蛋白质纤维织物的染色,获得了令人满意的效果。将牡丹花黄色染料和茜草染料分别应用于羊毛和蚕丝织物的染色,通过媒染剂的筛选、不同媒染方法的比较,并通过单因素试验和正交试验进行染色工艺条件的优化,最终染得鲜艳纯正的黄色和红色织物。此外,尝试将数学方法（Matlab软件）应用于染色工艺条件的控制,一方面通过数学方法与正交试验相结合的方式得到了染色织物表面深度值（K/S值）与染色浴比、媒染剂浓度、媒染时间和染色时间等多个因素之间的函数关系,另一方面通过已知条件染色样与预测条件染色样的对比对所得函数关系进行了验证,结果表明此方法的应用对天然染料染色配方的调整具有一定的指导作用。天然染料染色产品部分染色牢度（耐洗牢度、日晒牢度）较差,针对这一情况进行了改善染色牢度的初步探讨,结果表明:染色过程中添加水性聚氨酯可以使牡丹花黄色染料和茜草染料的染色织物耐洗色牢度有一定程度的提高（达到3级）,但对日晒牢度无明显改善效果,而且对织物手感有不良影响;染色过程中添加β-环糊精可以使牡丹花黄色染料染色织物的耐洗和日晒牢度提高半级到1级,均可达到3级,并且能使织物产生一定的深色效应;媒染剂拼混使用可以使茜草染料染色织物的耐洗色牢度提高至3级,但对日晒牢度无明显改善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 天然染料的性能与分类
• 1.3 天然染料的常用提取方法
• 1.4 天然染料的染色方法
• 1.5 牡丹花染料
• 1.6 茜草染料
• 1.7 本课题研究意义和目的
• 1.8 本课题的主要研究内容
• 第2章 牡丹花和茜草染料的提取及性能分析
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验仪器与材料
• 2.2.2 牡丹花黄色染料的提取与性能分析
• 2.2.2.1 牡丹花黄色染料的提取
• 2.2.2.2 牡丹花黄色染料结构分析
• 2.2.2.3 紫外分光光度法分析牡丹花黄色染料中总黄酮含量
• 2.2.2.4 pH值对牡丹花黄色染料稳定性的影响
• 2.2.3 牡丹花红色染料的提取与性能分析
• 2.2.4 茜草染料的提取与性能分析
• 2.2.4.1 茜草染料的提取方法
• 2.2.4.2 茜草染料对pH值的稳定性
• 2.2.4.3 茜草染料的储存稳定性
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 牡丹花黄色染料性能分析
• 2.3.1.1 牡丹花黄色染料结构分析
• 2.3.1.2 pH值对牡丹花黄色染料稳定性的影响
• 2.3.1.3 紫外分光光度法测定牡丹花黄色染料中总黄酮含量
• 2.3.2 牡丹花红色染料性能分析
• 2.3.3 茜草染料的提取与性能分析
• 2.3.3.1 提取方法对染料染色性能的影响
• 2.3.3.2 茜草染料对pH值的稳定性
• 2.3.3.3 茜草染料的储存稳定性
• 2.3.4 小结
• 第3章 牡丹花和茜草染料应用于蛋白质纤维织物的染色性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验内容
• 3.2.1 实验仪器与材料
• 3.2.2 牡丹花黄色染料对羊毛织物的染色
• 3.2.2.1 媒染剂对染色效果的影响
• 3.2.2.2 媒染方法对染色效果的影响
• 3.2.2.3 染色工艺条件的优化——单因素试验
• 3.2.2.4 染色工艺条件的优化——正交试验
• 3.2.2.5 染色处方预测——数学软件Matlab应用于染色工艺
• 3.2.3 牡丹花红色染料对羊毛织物染色性能的研究
• 3.2.4 茜草染料对蚕丝织物的染色性能的研究
• 3.2.4.1 媒染剂对染色效果的影响
• 3.2.4.2 媒染方法对染色效果的影响
• 3.2.4.3 染色工艺条件的优化——单因素试验
• 3.2.4.4 染色工艺条件的优化——正交试验
• 3.2.4.5 染色处方预测——数学软件Matlab在染色工艺中的应用
• 3.2.5 染色效果的测试与评价
• 3.2.5.1 染料上染率测定
• *、a^*、b^*值测定'>3.2.5.2 染色织物K/S值、L^*、a^*、b^*值测定
• 3.2.5.3 染色织物色牢度测试
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 牡丹花黄色染料对羊毛织物染色性能研究
• 3.3.1.1 媒染剂对染色效果的影响
• 3.3.1.2 媒染方法对染色效果的影响
• 3.3.1.3 染色工艺条件的优化——单因素试验
• 3.3.1.4 染色工艺条件的优化——正交试验
• 3.3.1.5 牡丹花黄色染料对羊毛织物染色处方预测
• 3.3.2 牡丹花红色染料对羊毛织物染色性能分析
• 3.3.3 茜草染料对蚕丝织物染色性能研究
• 3.3.3.1 媒染剂对染色效果的影响
• 3.3.3.2 媒染方法对染色效果的影响
• 3.3.3.3 染色工艺条件的优化——单因素试验
• 3.3.3.4 染色工艺条件的优化——正交试验
• 3.3.3.5 茜草染料对蚕丝织物染色处方预测
• 3.3.4 小结
• 第4章 天然染料在蛋白质纤维织物上染色牢度改善方法初探
• 4.1 引言
• 4.2 实验内容
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 媒染剂拼混对织物染色牢度的影响
• 4.2.3 水性聚氨酯对织物染色牢度的影响
• 4.2.4 β-环糊精对织物染色牢度的影响
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 改善染色织物耐洗和日晒色牢度的方法
• 4.3.2 对染色织物其它色牢度的影响
• 4.3.3 对染色织物颜色特征值的影响
• 4.3.4 小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生在读期间发表论文情况