木犀草素對真絲織物的染色工藝探究

沈晨康，程榮煌，張瑩瑩，林 玲，余志成，b

(浙江理工大學(xué)，a.材料與紡織學(xué)院；b.先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州　310018)

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木犀草素對真絲織物的染色工藝探究

沈晨康a，程榮煌a，張瑩瑩a，林 玲a，余志成a，b

(浙江理工大學(xué)，a.材料與紡織學(xué)院；b.先進(jìn)紡織材料與制備技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州310018)

摘要：為拓展木犀草素的應(yīng)用領(lǐng)域，將木犀草素應(yīng)用于真絲織物染色研究,文章分別以硫酸亞鐵和明礬為媒染劑，研究了木犀草素在真絲織物上的媒染性能，其中探討了媒染方式、pH和溫度對媒染性能的影響，并測試其色光、皂洗牢度和耐摩擦牢度。結(jié)果表明，當(dāng)木犀草素用量為6%(owf)時(shí)，硫酸亞鐵較佳的媒染工藝為：媒染劑用量6%(owf)、預(yù)媒染、pH8.0，溫度60℃；明礬較佳的媒染工藝為：媒染劑用量6%(owf)、預(yù)媒染、pH5.0，溫度90℃；染色60min真絲織物分別被染成深綠色和亮黃色，明礬媒染織物的耐洗色牢度和耐摩擦色牢度均在3級以上，硫酸亞鐵媒染后的耐洗色牢度和耐摩擦色牢度可達(dá)4級以上。

關(guān)鍵詞：媒染；木犀草素；真絲織物；色牢度

0　引　言

木犀草為一年生草本植物，其有效成分為木犀草素，是一種黃酮類結(jié)構(gòu)物質(zhì)，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如圖1所示，其水溶液為黃色，在可見光范圍內(nèi)的最大吸收波長為392nm。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，木犀草素具有多種藥理活性，如抗菌、鎮(zhèn)咳、抗氧化，臨床上也有用于治療動(dòng)脈硬化癥、糖尿病、肝炎等[1-2]。目前，其應(yīng)用領(lǐng)域主要在醫(yī)學(xué)方面，在紡織品染色方面的研究很少。

圖1　木犀草素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式

木犀草素的化學(xué)結(jié)構(gòu)式中含有多個(gè)酚羥基，可以與金屬離子發(fā)生絡(luò)合[3]，絡(luò)合后的木犀草素在紫外可見光區(qū)最大吸收波長發(fā)生變化，導(dǎo)致其顏色發(fā)生改變。木犀草素-亞鐵的絡(luò)合物呈深綠色，木犀草素-明礬的絡(luò)合物呈亮黃色，因此木犀草素作為媒染染料對紡織品進(jìn)行染色具有一定的可能性[4]。

本實(shí)驗(yàn)分別采用硫酸亞鐵和明礬兩種媒染劑對真絲織物進(jìn)行媒染研究，分別研究了媒染方式、pH值及溫度對染色效果的影響。

1　實(shí)　驗(yàn)

1.1材料和儀器

真絲織物(02真絲雙縐,經(jīng)線是22.2/24.2dtex 2根并合無捻的桑蠶絲，緯線是22.2/24.2dtex 4根并合加S向強(qiáng)捻和Z向強(qiáng)捻的桑蠶絲)，木犀草素染液(自制)；七水合硫酸亞鐵(分析純，上海新寶精細(xì)化工廠)，十二水合硫酸鋁鉀(分析純，上海新寶精細(xì)化工廠)，無水碳酸鈉(分析純，杭州高晶精細(xì)化工有限公司，冰醋酸(分析純，杭州高晶精細(xì)化工有限公司)，標(biāo)準(zhǔn)皂片(上海制造廠)。

SF600-Plus計(jì)算機(jī)測色配色儀(美國Data Colour公司)，CM-5 ATLAS織物摩擦色牢度測試儀(Devicing Co.Ltd)，DHG-9410A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥器(上海棱光技術(shù)有限公司)，SHA-B數(shù)顯恒溫振蕩器(常州國華電器有限公司)，pHS-2C型數(shù)顯酸度計(jì)(杭州雷磁儀器廠)，MP502B電子天平(上海精科天平)。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1媒染方法對染色效果的影響

預(yù)媒染染色：準(zhǔn)確稱取1g的真絲織物2塊分別在媒染劑用量為6%(owf)的明礬和硫酸亞鐵溶液中處理30min，浴比1∶50，溫度60℃，水洗擰干；將處理過的真絲織物在6%(owf)的木犀草素溶液中染色1h，pH8.0，溫度為90℃，浴比1∶50，處理完畢，60℃水洗，烘干。

同浴媒染染色：準(zhǔn)確稱取1g的真絲織物2塊分別在媒染劑用量為6%(owf)的明礬和硫酸亞鐵以及木犀草素用量6%(owf)的溶液中處理1h，pH8.0，溫度為90℃，浴比1∶50，60℃水洗，烘干。

后媒染：準(zhǔn)確稱取1g的真絲織物2塊在6%(owf)的木犀草素溶液中染色1h，pH8.0，溫度為90℃，浴比1∶50，水洗擰干。再將染色后的織物分別在媒染劑用量為6%(owf)媒染劑明礬和硫酸亞鐵的溶液中處理30min，浴比1∶50，溫度60℃，60℃水洗，烘干。

1.2.2pH對染色效果的影響

預(yù)媒工藝：媒染劑(明礬、硫酸亞鐵)6%(owf)，溫度60℃，浴比1∶50，媒染時(shí)間30min；

染色工藝：染料用量6%(owf)，分別用冰醋酸/碳酸鈉緩沖溶液調(diào)節(jié)pH分別為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0，溫度60℃，時(shí)間60min，浴比1∶50。

1.2.3溫度對染色效果的影響

預(yù)媒工藝：媒染劑(明礬、硫酸亞鐵)6%(owf)，溫度60℃，浴比1∶50，媒染時(shí)間30min；

染色工藝：染料用量6%(owf)，pH8.0，溫度40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，時(shí)間60min、浴比1∶50。

1.3測試方法

1.3.1木犀草素染液的可見光吸收光譜曲線的測試：將木犀草素稀釋合適的倍數(shù)，在分光光度計(jì)下測定其吸收光譜曲線。

1.3.2顏色值和表觀色深值：在Datacolor電腦測色配色儀上測定各染色織物的K/S值及a，b，c，h。采用D65光源，10°視場，每塊試樣折疊4層，測試8次，取平均值。

1.3.3耐皂洗色牢度測試：按GB/T 3921—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐皂洗色牢度》標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試，用灰色樣卡評定試樣的變色牢度和貼襯織物的沾色牢度。

1.3.4耐摩擦色牢度測試：按GB/T 3920—2008《紡織品 色牢度試驗(yàn) 耐摩擦色牢度》標(biāo)準(zhǔn)測試織物的干摩擦牢度和濕摩擦牢度。

2　結(jié)果和討論

2.1木犀草素溶液的紫外可見光吸收光譜

木犀草素溶液的可見光吸收光譜如圖2所示，從圖2中可以看出其在可見光范圍內(nèi)存在一個(gè)吸收峰，吸收波長在392nm處，溶液呈黃色。

圖2　木犀草素可見光吸收光譜

2.2染色方法

分別以明礬和硫酸亞鐵為媒染劑，采用預(yù)媒染、同浴媒染和后媒染3種媒染方式進(jìn)行木犀草素對真絲織物的媒染染色，結(jié)果表1所示。

表1木犀草素染真絲織物的媒染方式對染色性能影響

媒染方式K/S值abch明礬預(yù)媒染20.208.4987.1587.5684.83同浴媒染13.49-1.1981.8681.9090.84后媒染16.151.6780.4780.4888.81硫酸亞鐵預(yù)媒染22.820.367.117.1287.11同浴媒染11.94-0.6916.2016.2292.45后媒染18.490.1511.9111.9189.27

注：媒染工藝：媒染劑(明礬或硫酸亞鐵)6%(owf)，溫度60℃，浴比1∶50，時(shí)間30min；染色工藝：木犀草素6%(owf)，pH8.0，溫度90℃，浴比1∶50，時(shí)間60min。

由表1可以看出，比較各染色織物的K/S值可知，2種媒染劑均是預(yù)媒染的效果最佳，后媒染次之，同浴媒染效果最差，可能是因?yàn)轭A(yù)媒染可以在染色前使真絲纖維上絡(luò)合更多的金屬離子，進(jìn)而提高了木犀草素的上染率，K/S增大；比較其色光值，采用硫酸亞鐵做媒染劑時(shí)，預(yù)媒染和后媒染的真絲織物都是偏紅光和黃光，同浴媒染后的真絲織物是偏綠光和黃光，3種媒染方式的色彩飽和度都不高，相角都在90°左右；采用明礬做媒染劑時(shí)，預(yù)媒染和后媒染的真絲織物偏紅光和黃光，而同浴媒染后的織物是偏綠光和黃光，3種媒染方式下色彩飽和度比較高，相角也都在90°左右。兩種媒染劑比較，在偏黃光的程度上，明礬媒染劑媒染后的織物遠(yuǎn)大于采用硫酸亞鐵做媒染劑媒染后的織物。

2.3染色工藝參數(shù)優(yōu)化

2.3.1pH值對真絲織物染色K/S值的影響

圖3是明礬或硫酸亞鐵預(yù)媒染處理后的真絲織物在不同pH條件下染色的K/S值。從圖3可以看出：明礬做媒染劑進(jìn)行預(yù)媒染色時(shí)，pH為5.0時(shí)K/S最大，pH<5時(shí)，K/S隨pH的增大而增大，可能原因是鋁離子與木犀草素的絡(luò)合能力隨pH的升高而增大，得色深度提高；pH>5.0以后，K/S逐漸下降，主要原因是在pH高于5.0后，蠶絲纖維帶負(fù)電荷，木犀草素易電離帶負(fù)電荷，纖維與染料之間存在斥力，所以在pH>5時(shí)木犀草素對真絲的吸盡率降低，進(jìn)而織物的得色深度降低，故明礬預(yù)媒染染色的較佳pH為5[5-6]。

圖3　明礬/硫酸亞鐵預(yù)媒染后不同pH條件下染色的K/S注：預(yù)媒染工藝：媒染劑用量6%(owf)，溫度60℃，浴比1∶50，30min；染色工藝：木犀草素用量6%(owf)，溫度60℃，浴比1∶50，60min。

硫酸亞鐵做媒染劑時(shí)，開始K/S隨pH的增大而增大，但當(dāng)pH>5.0以后，K/S增大不明顯，當(dāng)pH為7.0～8.0時(shí)達(dá)到最大值。原因是亞鐵離子和木犀草素的絡(luò)合能力隨pH的增大而增大，有利于染料上染到真絲織物上，K/S增大；當(dāng)pH高于5.0以后，亞鐵離子和木犀草素分子的絡(luò)合能力提高不多，由于高于真絲的等電點(diǎn)，纖維帶負(fù)電荷，木犀草素的電離導(dǎo)致染料的上染率提高很少，K/S增大不明顯，故硫酸亞鐵預(yù)媒染染色的較佳pH為8[6-8]。

2.3.2溫度對真絲織物染色K/S值的影響

由圖4可以看出，當(dāng)以明礬做媒染劑時(shí)，K/S隨溫度的升高不斷增大，在90℃時(shí)達(dá)到最大，這可能是由于隨著溫度的升高，纖維膨脹地更加厲害，使得纖維之間的空隙不斷增大，因此染料分子更加容易擴(kuò)散到纖維的內(nèi)部，使得染色深度的提高。因此，明礬預(yù)媒染染色時(shí)的最佳溫度為90℃[9]。

當(dāng)硫酸亞鐵做媒染劑時(shí)，溫度<60℃情況下，真絲織物的K/S隨溫度的升高而增大，在60℃時(shí)達(dá)到最大，溫度>60℃以后，K/S隨溫度的升高而下降，這是因?yàn)楫?dāng)溫度<60℃時(shí)，隨著溫度的提升，纖維開始膨脹，纖維間的空隙增大，使得染料易于擴(kuò)散入纖維的內(nèi)部；但是當(dāng)溫度>60℃以后，由于硫酸亞鐵與木犀草素絡(luò)合能力較差，水溶性較強(qiáng)，溫度過高使部分硫酸亞鐵-木犀草素絡(luò)合物從真絲織物脫落到溶液中，使得織物K/S明顯降低。因此，硫酸亞鐵預(yù)媒染染色的較佳溫度為60℃[6-7]。

圖4　明礬/硫酸亞鐵預(yù)媒染后不同溫度條件下染色的K/S注：預(yù)媒染工藝：媒染劑用量6%(owf)，溫度60℃，浴比1∶50，30min；染色工藝：木犀草素用量6%(owf)，pH8.0，浴比1∶50，60min。

2.4染色織物的色牢度

木犀草素染色真絲織物的各項(xiàng)色牢度如表2所示，明礬預(yù)媒處理后的真絲織物在較佳染色條件下(pH5.0，溫度90℃，染色60min)所染織物的耐洗牢度和耐摩擦牢度均在3～4級以上；硫酸亞鐵預(yù)媒處理后的真絲織物在較佳染色條件下(pH8.0，溫度60℃，染色60min)所染織物的耐洗牢度和耐摩擦牢度均在4級以上[5,7-8]。

表2木犀草素媒染真絲織物的各項(xiàng)色牢度

媒染劑耐洗牢度/級原布變色棉沾色絲沾色耐摩擦牢度/級干摩擦濕摩擦明礬3～43～453～43～4硫酸亞鐵2～344～54～54～5

3　結(jié)　論

a)木犀草素對真絲織物的最佳媒染方式是預(yù)媒染染色，且在不同媒染劑作用下，木犀草素上染真絲織物可以得到不同的顏色，真絲織物在硫酸亞鐵和明礬處理后分別呈深綠色和亮黃色。

b)明礬作媒染劑時(shí)，最佳染色工藝是預(yù)媒染染色，pH值為5.0，溫度90℃；硫酸亞鐵做媒染劑的最佳染色工藝是預(yù)媒染染色，pH值為8.0，溫度60℃。

c)木犀草素預(yù)媒染染色的真絲織物，其耐摩擦牢度很好，一般在3級以上，甚至是4～5級，并且木犀草素有很好的醫(yī)用價(jià)值，所以具有良好的應(yīng)用前景。

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(責(zé)任編輯：陳和榜)

收稿日期：2015-07-06

基金項(xiàng)目：浙江理工大學(xué)校科研創(chuàng)新項(xiàng)目

作者簡介：沈晨康(1993-)，男，浙江嘉興人，本科生，輕化工程專業(yè)。 通信作者：余志成，E-mail:yuzhicheng8@yahoo.com.cn

中圖分類號：TS190.644

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1009-265X(2016)03-0032-04

Research on Dyeing Technology of Luteolin for Silk Fabrics

SHENChenkanga,CHENGRonghuanga,ZHANGYingyinga,LINLinga,YUZhichenga,b

(a.College of Materials and Textiles; b. Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Ministry of Education, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

Abstract：In order to expand the application domains of luteolin, luteolin is applied in the research on silk fabric dyeing. This paper studied the mordanting performance of luteolin in silk fabrics by using ferrous sulfate and alums as mordants respectively. The influences of mordant dyeing methods, pH value and temperature on mordant dyeing were investigated. Moreover, the colored light, soaping fastness and rubbing fastness were also measured. As indicated in the results, when the luteolin dosage is 6% (owf), the good mordant dyeing with ferrous sulfate is as follows: mordant dosage: 6% (owf), pre-mordant dyeing, pH 8.0 and temperature: 60℃; the mordant dyeing with alums is as follows: mordant dosage: 6% (owf), pre-mordant dyeing, pH 5.0 and temperature: 90℃. After dyeing of 60 min, the silk fabrics become dark green and luminous yellow. The color fastnesses to washing and rubbing of alums-mordanted fabrics are above class 3; the color fastnesses to washing and rubbing of fabrics mordanted with ferrous sulfate can be above class 4.

Key words：mordant dyeing; luteolin; silk fabric; color fastness