探討天然色素在紡織品染色加工中的應(yīng)用問題,是目前本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)問題。人們期待能夠使用環(huán)境友好型的天然色素替代部分目前廣泛使用的合成染料,進(jìn)而減少污染物的排放量。麻櫟(Quercus acutissima Carr.)又名橡樹,果實(shí)又稱橡實(shí),果實(shí)殼又稱麻櫟殼斗。我國(guó)麻櫟資源分布廣泛,20多個(gè)省市有分布。僅以麻櫟資源豐富的河南南部大別山區(qū)為例[1],每年產(chǎn)量估計(jì)在500噸左右的橡實(shí)大都被棄之山林,未能開發(fā)利用;由于大量麻櫟樹被砍伐用于培養(yǎng)香菇、木耳等食用菌,麻櫟資源積蓄出現(xiàn)了較大的負(fù)增長(zhǎng)。在廣西[2],麻櫟殼斗用于生產(chǎn)栲膠,但該類栲膠顏色較深,在制革工業(yè)上也只能用于鞣制底革,因此,麻櫟殼斗作為一種主要的栲膠原料目前也沒有得到充分利用。據(jù)文獻(xiàn)[3],麻櫟殼斗中單寧含量約為27%,而單寧易與蛋白質(zhì)結(jié)合[4,5]。本課題組已研究了多種植物染料[6-10],本文主要研究提取自麻櫟殼斗的植物染料在毛織物染色中的應(yīng)用,包括該染料的耐酸、堿穩(wěn)定性,染浴pH值及鋁、鐵離子等環(huán)保型媒染劑對(duì)其染色效果的影響,并研究了該染料染毛織物的動(dòng)力學(xué)。
1·材料和方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料
干燥的麻櫟殼斗產(chǎn)自中國(guó)云南。100%羊毛機(jī)織物由江蘇海瀾集團(tuán)提供?;瘜W(xué)試劑冰醋酸、純堿、燒堿、硫酸鋁鉀(KAl(SO4)2·12H2O)、硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)均為分析純,購(gòu)自上?;瘜W(xué)試劑有限公司。
1.2麻櫟殼斗粉末染料制備方法
麻櫟殼斗褐色粉末染料(以下簡(jiǎn)稱麻櫟染料)為實(shí)驗(yàn)室自制。所采用的工藝路線為:干燥的麻櫟殼斗→適當(dāng)粉碎→100℃熱水提取→過濾去渣→減壓濃縮→醇沉除雜→微濾膜組件微濾除雜→噴霧干燥→麻櫟染料。采用以上工藝路線,100 g麻櫟殼斗能制備染料17.5 g,即制成率為17.5%。
1.3麻櫟染料染毛織物方法
經(jīng)初步對(duì)比實(shí)驗(yàn)麻櫟染料直接染色法、鋁媒染劑、鐵媒染劑前媒及同浴媒染方法染羊毛織物,發(fā)現(xiàn)麻櫟染料鋁媒、鐵媒前媒及同浴染色方法所染毛織物布樣顏色不均勻,有色花現(xiàn)象。因此,麻櫟染料染羊毛宜選用直接染色或后媒染色方法。采用RY-250/2常溫型染樣試驗(yàn)機(jī)。直接染色方法:浴比25∶1,麻櫟染料用量0.4~3 g/L即1%~7%(o.w.f),染浴pH值3~8,40℃起染,以1℃/min升溫速率升溫至100℃并保溫染色60 min。鋁離子后媒染工藝:KAl(SO4)2·12H2O用量1%~5%(o.w.f),浴比25∶1,40℃起染,以升溫速率1℃/min升至80℃并保溫30 min。鐵離子后媒染工藝:FeSO4·7H2 O用量0.5%~3%,浴比25∶1,40℃起染,以升溫速率1℃/min升溫至60℃并保溫45 min。染色并媒染后的毛織物試樣先采用1 g/L的209洗滌劑洗滌,然后采用清水洗滌。
1.4染色毛織物顏色評(píng)價(jià)
染色毛織物顏色特征值L、a、b、ΔE,以及K/S等,耐洗、耐摩擦色牢度測(cè)試均同文獻(xiàn)[7],耐汗?jié)n色牢度采用Y902A型耐汗?jié)n色牢度儀測(cè)試。
1.5麻櫟染料染毛織物上染速率測(cè)試
染色動(dòng)力學(xué)主要研究染料上染纖維的速率以及所經(jīng)歷的過程。染液中的染料分子首先吸附在纖維表面,進(jìn)而向纖維內(nèi)部擴(kuò)散。以麻櫟染料用量4%(o.w.f)、浴比25∶1配制染液并預(yù)先加熱到100℃,迅速向染液中投入待染色織物。于染色不同時(shí)間取出織物后,采用澳大利亞Varian公司CARY 100型紫外-可見光分光光度儀分別測(cè)試染色前染液以及不同時(shí)間取出的染色殘液在370 nm處的吸光度,根據(jù)以下公式計(jì)算麻櫟染料在某一時(shí)間的上染率,作染色時(shí)間與上染率關(guān)系曲線,根據(jù)該曲線的斜率,即可得知上染速率。
2·結(jié)果與討論
2.1麻櫟染料提取溫度的確定
圖1為以水為溶劑,采用不同溫度提取的麻櫟染液分光光度曲線。由圖1可以看出,麻櫟染液在可見光區(qū)域沒有吸收峰,但在370~500 nm內(nèi)有明顯的吸收。當(dāng)提取溫度在70~100℃范圍內(nèi),隨著提取溫度的提高,麻櫟提取液分光光度曲線吸光度值增大,即色素濃度提高,不同曲線的形態(tài)沒有明顯變化表明提取液中成分基本穩(wěn)定。因此,麻櫟色素可采用100℃熱水提取。本文以下所用麻櫟粉末染料就是在100℃條件下制備的。