紫米色素的提取及其在羊毛織物上的染色性能

巫若子

（江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東江門 529090）

我國(guó)水稻資源豐富，但可用于深加工的稻米只占1/10，對(duì)其進(jìn)行深加工和綜合利用可以實(shí)現(xiàn)稻米產(chǎn)業(yè)的全面升級(jí)［1］。隨著人們對(duì)服裝綠色健康追求的提高，天然染料的應(yīng)用越來(lái)越受到人們的重視。在天然染料的提取等方面進(jìn)行了大量研究，并取得了一定的成果，但因其色相不全、重現(xiàn)性較差、上染率不高等問題影響了其規(guī)?；褂茫?］。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)提取天然紫米色素豐富天然染料的色譜范圍，同時(shí)對(duì)其在羊毛織物上進(jìn)行染色性能研究，以期為相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)提供一定的參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料

毛織物（凡立丁，平紋，147 g/m2），新興紫米（新興縣微豐農(nóng)業(yè)科技有限公司），60%的鹽酸酸化乙醇、CuSO4·5H2O、Fe2(SO4)3·xH2O、FeSO4·7H2O（化學(xué)純，廣州化學(xué)試劑廠）。

1.2 儀器

LG-02 二兩裝高速中藥粉碎機(jī)（瑞安市百信藥機(jī)器械廠），JA2003N 電子天平（上海菁海儀器有限公司），循環(huán)水式多用真空泵（鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司），電熱恒溫水浴鍋（上海醫(yī)療機(jī)械五廠），722G 型可見分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司），XRite ColorEye 7000A 電腦測(cè)配色儀（香港達(dá)利染料有限公司），Y571D 型多功能色牢度摩擦儀、SW-12A 耐洗色牢度試驗(yàn)機(jī)、BZGY908 型日曬牢度儀（溫州方圓儀器有限公司），YG611 型標(biāo)準(zhǔn)光源箱（南通三思機(jī)電科技有限公司）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 色素提取

常溫浸提法：將適量紫米放入粉碎機(jī)中粉碎至適宜細(xì)度，過(guò)60 目篩，放入干燥器中干燥；稱取5 份1 g 過(guò)篩紫米粉置于50 mL 燒杯中，加入60%的鹽酸酸化乙醇（1%），按照料液比［紫米粉質(zhì)量（g）∶乙醇溶液體積（mL）］1∶20 進(jìn)行避光提取，提取溫度為60 ℃，提取時(shí)間為3 h，6 000 r/min 離心5 min，取上清液，稀釋定容至刻度，待用。

超聲法：稱取3 份1 g 過(guò)篩紫米粉置于250 mL 三角錐形瓶中，加入20 mL 乙醇（50%），超聲（功率400 W）處理20 min，室溫放置30 min 后抽濾，取濾液定容至刻度，待用。

采用超聲法提取紫米色素，以常溫浸提法作為對(duì)照。

1.3.2 染色

采用后媒染色法染色，與直接染色法進(jìn)行對(duì)比。按照浴比1∶50，室溫配液，放入布樣，以1.5 ℃/min 升溫至80 ℃，染色20 min，降溫至70 ℃，加入媒染劑，其中硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸銅用量均為3%（omf），染色30 min，最后50 ℃皂洗10 min，洗滌劑用量2%（omf）。染色工藝曲線如下所示：

1.4 測(cè)試［3］

1.4.1 紫米色素提取液最大吸收波長(zhǎng)

取少量的提取液稀釋成一定濃度的水溶液，用分光光度計(jì)在波長(zhǎng)400～700 nm 內(nèi)掃描，確定其最大吸光度的波長(zhǎng)。

1.4.2 K/S值及顏色特征值

采用電腦測(cè)配色儀測(cè)試織物的K/S值及L、a、b等顏色特征值。測(cè)試條件為染色織物折疊4 層，使其不透光，在D65光源、10°標(biāo)準(zhǔn)視場(chǎng)下讀取最大吸收波長(zhǎng)處的數(shù)據(jù)（掃描范圍400～700 nm）。

1.4.3 色牢度

按照GB/T 3920—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y(cè)試耐摩擦色牢度，按照GB/T 3921—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)驮硐瓷味取窚y(cè)試耐皂洗色牢度，按照GB/T 8427—2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)腿嗽旃馍味龋弘　窚y(cè)試耐日曬色牢度。

2 結(jié)果與討論

2.1 紫米色素提取液的吸收光譜

由圖1 可以看出，紫米提取液在500～550 nm 有較為明顯的吸收，最大吸收峰處波長(zhǎng)為520 nm，因此選擇在波長(zhǎng)520 nm 處檢測(cè)紫米色素的吸光度。

圖1 紫米色素提取液的吸收光譜曲線

2.2 不同紫米色素提取方法對(duì)比

在相同條件下，提取液的吸光度與紫米色素的提取率成正比關(guān)系，因此可以通過(guò)吸光度的大小來(lái)判斷提取率的相對(duì)高低。由圖2 可以看出，采用超聲法提取的紫米色素的提取率是常溫浸提法的3倍多。

圖2 常溫浸提法與超聲法結(jié)果對(duì)比

2.3 染色效果

前期研究表明，羊毛織物采用后媒染色法的得色量比預(yù)媒染色法有較大的提高，因此采用不同的媒染劑提高染色深度［4］。

2.3.1 K/S值和顏色特征值

由表1 可以看出，超聲法提取的紫米色素提取液可對(duì)羊毛織物進(jìn)行染色，添加媒染劑后羊毛織物的K/S值有一定程度的提高；添加媒染劑后，紫米提取液染得的羊毛織物獲得了不同的色光，如添加Fe2+、Fe3+媒染劑的色光較暗，添加Cu2+媒染劑得到了灰紫色調(diào)，彌補(bǔ)了天然染料色相的不足。

表1 染色前后織物的K/S值和顏色特征值

2.3.2 色牢度

由表2 可以看出，染色羊毛織物的耐干摩擦色牢度較好，耐濕摩擦色牢度較低；對(duì)于深色織物，由于織物表面的浮色增多，色牢度較差，對(duì)此類織物應(yīng)加強(qiáng)染色后的皂洗。

表2 染色織物的色牢度

采用后媒染色法可以在一定程度上改善織物的耐皂洗色牢度。羊毛織物的耐日曬色牢度整體較差，這和天然染料發(fā)色基團(tuán)自身的不穩(wěn)定性有很大關(guān)系，帶有生物活性的有機(jī)物在光的催化誘導(dǎo)下會(huì)發(fā)生分解或氧化而導(dǎo)致褪色，而媒染劑的使用可以改善此類現(xiàn)象。

3 結(jié)論

（1）紫米提取液可上染羊毛織物，彌補(bǔ)了大多數(shù)天然染料以黃、棕、紅等暖色調(diào)為主，缺乏藍(lán)紫等冷色調(diào)的缺憾，特別是在媒染劑的作用下，不同程度地提高了染色深度。

（2）紫米提取液染色后的羊毛織物耐干摩擦色牢度較好，耐濕摩擦色牢度稍差，深色織物應(yīng)加強(qiáng)皂洗后處理，媒染后部分色牢度有所改善。

（3）改進(jìn)方向：完善提取方法、染色技術(shù)，突破天然染料在提取效率低、色牢度差等方面的技術(shù)瓶頸。