薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理中文摘要 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理 中文摘要 本文采用8 0 乙醇水溶液，在溶劑和溶質(zhì)比為2 0 - 1 、溫度6 0 、時(shí)間2 h 的工 藝條件下制備薯莨提取液，其溶液中單寧含量為2 6 5 1 左右。研究了該提取液及市 售單寧酸對溫度及p h 的穩(wěn)定性。 通過對影響因素的逐個優(yōu)化，得到薯莨提取液水浴法增重真絲較佳工藝條件：染 液含固量3 1 4 、浴比l ：6 0 、時(shí)間1 2 0 m i n 、溫度8 0 ，p h 值3 3 ，在此條件下處理 真絲，其增重率最高可達(dá)1 4 左右；薯莨提取液汽蒸法對真絲織物進(jìn)行染色增重，在 最佳工藝條件：含固量6 2 8 、濕度8 5 、溫度1 1 0 、汽蒸8 次、軋液率1 8 0 、 汽蒸時(shí)間4 m i n 下處理，真絲增重可達(dá)2 6 左右；單寧酸汽蒸法對真絲增重，根據(jù)最 佳工藝：單寧酸濃度1 5 0 ( o w l ) 、溫度11 0 * c 、濕度6 5 、軋液率1 2 0 、時(shí)間4 m i n 、 浴比l ：5 0 ，汽蒸6 次，其增重率最高也不超過1 0 。 為了獲得傳統(tǒng)香云紗烏黑發(fā)亮的效果，在單金屬離子后處理的基礎(chǔ)上，嘗試兩種 金屬離子復(fù)配后對增重織物處理。結(jié)果顯示，金屬離子的后處理對織物最后得色，色 牢度，折皺恢復(fù)性、紫外透過率帶來了不同程度的影響，同時(shí)，離子復(fù)配對織物影響 相對較大。此外，薯莨提取液增重試樣經(jīng)后處理比單寧酸增重試樣受到的影響明顯。 通過傅立葉紅外、x 射線衍射等分析測試表明，薯莨提取液及單寧酸的處理均沒有影 響到真絲的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 關(guān)鍵詞：薯莨提取液，單寧酸，真絲織物，金屬離子，增重 作者：周青青 指導(dǎo)老師：陳國強(qiáng)教授 t r c a t m c n to f fs i l kf a b r i cw i t hd i o s c o r e ac i r h o s ae x t r a c ta n dt a n n i na b s t t a c t t r e a t m e n to ns i l kf a b r i cw i t hd i o s c o r e ac i r h o s a e x t r a c ta n d 1 a n n l n ”1r 一 a b s t r a c t t h ed i o s c o r e ac i r h o s ae x t r a c tw a so b t a i n e dw i t h8 0 e t h a n o la ss o l v e n ti nt h er a t i oo f s o l v e n ta n ds o l u t e2 0 ：1a t6 0 cf o r12 0m i n t h es t a b i l i t yo ft h ed i o s c o r e ac i r h o s ae x t r a c t a n dt a n n i nw e r es t u d i e du n d e rd i f f e r e n tt e m p e r a t u r e ，p hv a l u e ，r e s p e c t i v e l y t h eo p t i m u mc r a f tt e c h n o l o g yo fd i o s c o r e ac i r h o s ae x t r a c tw e i g h t i n gs i l ki nw a t e r b a t hw e r eo b t a i n e db yd i s c u s s i n gt h ei m p a c tf a c t o r so n eb yo n e ，w h i c hw a sa sf o l l o w s ： s o l i dc o n t e n t3 1 4 ，l i q u o rr a t i o1 ：6 0 ，t i m e1 2 0m i n ，t e m p e r a t u r e8 0 。ca n dp h = 3 3 ，t h e h i g h e s tw e i g h t i n gw a sa b o u t14 u n d e rt h ec o n d i t i o n t h er e s u l t sd e m o n s t r a t e dt h a ta b o u t 2 6 o fw e i g h t i n gw i t hd i o s c o r e ac i r r h o s ae x t r a c tb ys t e a m i n gc o u l db eo b t a i n e du n d e r f o l l o w i n gc o n d i t i o n ：t h es t e a m i n gt e m p e r a t u r ew a s11o * c ，h u m i d i t yw a s8 5 ，c y c l e sw e r e 8 ，t h et i m ew a s4m 噸t h em a n g l ee x p r e s s i o nw a s18 0 a n ds o l i dc o n t e n t6 2 8 c o m p a r i n gw i t hd i o s c o r e ac i r r h o s ae x t r a c t t h eb e s tw e i g h t i n gp r o c e s sw i t l lt a n n i nb y s t e a m i n gw a so b t a i n e da c c o r d i n gt ot h ec o n c e n t r a t i o no ft a n n i n15 0 ( o 、v ) ，t e m p e r a t u r e 1io * c ，t h em a n g l ee x p r e s s i o n12 0 ，t i m e4 m i n ，l i q u o rr a t i o1 ：5 0a n d6o fc y c l e s ，w h e r e t h eh i g h e s tw e i g h t i n gw a s10 t w om e t a li o n sw e r ea p p l i e dt ot h ep o s tt r e a t m e n tt o g e t h e rb a s e do nt h et r e a t m e n to f t h ev a r i e t yo fs i n g l em e t a li o n s ，i no r d e rt oo b t a i nt h eb r i l l i a n tb l a c kc o l o ro ft r a d i t i o n a l x i a n g y u n s h a t h er e s u l t ss h o w e dt h a tt h ep o s tt r e a t m e n td i v e r s i f i e dc o l o r , f a s t n e s sa n d u l t r a v i o l e t s h i e l d i n ga b i l i t y c o m p l e xm e t a l i o n sh a v eb i gi n f l u e n c eo ns i l kf a b r i c m o r e o v e r , t h ef a b r i ct r e a t e dw i t ht h ed i o s c o r e ac i r h o s ae x t r a c tw a sa f f e c t e dm o r es e r i o u s l y t h a nt h a tt r e a t e dw i t l lt a n n i n t h ea n a l y s i so ff t - i ra n d x r a yd i f f r a c t i o ni n d i c a t e dt h a tt h e t r e a t m e n t ss c a r c e l yi n f l u e n c e dt h ei n n e rs t r u c t u r eo fs i l k k e y w o r d s ：d i o s c o r e ac i r h o s ae x t r a c t ；t a n n i n ；s i l kf a b r i c ；m e t a li o n ；w e i g h t i n g w r i t t e nb yz h o u q i n g q i n g s u p e r v i s e db yc h e n g u o q i a n g l l 蘇州大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明及使用授權(quán)的聲明 學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所提交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn) 行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含 其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不含為獲得蘇州大學(xué) 或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位證書而使用過的材料。對本文的研究作出重要貢 獻(xiàn)的個人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本人承擔(dān)本聲明的法律 責(zé)任。 研究生簽名：2 峪日期： 尊：苧 學(xué)位論文使用授權(quán)聲明 蘇州大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)信息研究所、國家圖書館、清華大學(xué)論文 合作部、中國社科院文獻(xiàn)信息情報(bào)中心有權(quán)保留本人所送交學(xué)位論文的 復(fù)印件和電子文檔，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。本 人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。除在保密期內(nèi)的保密論文 外，允許論文被查閱和借閱，可以公布( 包括刊登) 論文的全部或部分 內(nèi)容。論文的公布( 包括刊登) 授權(quán)蘇州大學(xué)學(xué)位辦辦理。 研究生簽名： 導(dǎo)師簽名：1 好期人日 j 心、 。 期：孓l 期：l 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理 第一章前言 第一章前言 從古代開始，人類就已經(jīng)使用天然色素。如在北魏賈思勰的齊民要術(shù)中記述 了紅花栽培和制備染料的方法；晉代張華博物志中記載了用紅花做胭脂的方法： 韓非子中記載了戰(zhàn)國時(shí)期齊國多用紫草染絲綢；在食經(jīng)和齊民要術(shù)等書 中，就有利用天然植物色素對酒和食品著色的記載。近年來，隨著人類對化學(xué)合成色 素的認(rèn)識和對生活質(zhì)量要求的提高，天然色素的應(yīng)用和開發(fā)越來越受到人類的關(guān)注和 重視。 天然色素有以下優(yōu)點(diǎn)：副作用小，安全性高；有些對疾病具有防治作用；含有人 體必需的營養(yǎng)物質(zhì)，兼有營養(yǎng)的效果；色調(diào)比較自然，能更好的模仿天然著色。但也 有缺點(diǎn)：部分天然色素對熱、氧、金屬等敏感，穩(wěn)定性較差；染色均勻性差，染著力 差；對p h 值變化敏感，其色調(diào)一般隨p h 值變化而發(fā)生變化；種類繁多，性質(zhì)復(fù)雜； 價(jià)格較高；應(yīng)用范圍較窄。 天然色素按來源和性質(zhì)，可分為植物、動物、微生物和礦物色素。礦物色素大多 數(shù)對人體有害，現(xiàn)已不再用于食品的著色，動物、微生物色素的應(yīng)用也較少。而植物 色素是天然色素應(yīng)用最多的一類，其使用非常廣泛。作為重要的食品添加劑，它可以 廣泛應(yīng)用于飲料、糖果、糕點(diǎn)、酒類等食品的著色；也可以應(yīng)用于醫(yī)療保健品、化妝 品的著色。植物色素的研究和開發(fā)有著廣闊的前景和發(fā)展?jié)摿Α?1 1 植物色素 1 1 1 植物色素的分類 植物色素可分為類胡蘿卜類、類黃酮化合物、多酚類化合物、醌類化合物、葉綠 素類、生物堿類化合物、二酮類化合物、吲哚類化合物和其他植物色素。 類胡蘿卜類色素也稱多烯色素、多萜烯色素，其結(jié)構(gòu)由4 - - 8 個異戊二烯分子組 成，一般具有共軛的雙鍵。 類黃酮類色素具有2 苯基苯并毗喃和2 苯基苯并吡喃酮的結(jié)構(gòu)。 多酚類色素指除了類黃酮化合物以外的其他含有多酚的化合物，如單寧、茶黃素 等。 薯茛提取液及單寧酸對真絲織物的處理第一章前言 醌類色素指含有醌結(jié)構(gòu)的色素化合物，一般含有萘醌的結(jié)構(gòu)，如紫草色素等。 生物堿類色素指和生物堿有相似結(jié)構(gòu)的化合物，如黃連素等。 二酮類色素也稱姜黃類色素，具有l(wèi) ，3 二酮的結(jié)構(gòu)，如姜黃等。 吲哚類色素也稱靛藍(lán)類色素。 1 1 2 植物多酚分類 植物色素中的多酚類色素指除了類黃酮化合物以外的其他含有多酚的化合物。植 物多酚種類繁多，可根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)、來源和用途分類。人們最初研究的植物多酚主要 為單寧。k f r e n d e n b e r g 于1 9 2 0 年按照單寧的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征將其分為水解單寧 ( h y d r o l y s a b l et a n n i n ) 和縮合單寧( c o n d e n s e dt a n n i n ) 兩大類u 】。h a s l a m 相對應(yīng)地將 植物多酚分為聚桔酸酯類( 含水解單寧及其相關(guān)化合物) 和聚黃烷醇類( 含縮合單寧 及其相關(guān)化合物) 兩大基本類型，并將其統(tǒng)稱為植物多酚【2 】。 水解單寧或聚桔酸酯類多酚，分子內(nèi)具有酯鍵，通常是以一個多元醇為核心，通 過酯鍵與多個酚羧酸相連接而成，屬c 6 c 1 型酚類，在酸、堿、酶的作用下不穩(wěn)定， 易于水解?？s合單寧或聚黃烷醇類多酚，是黃烷醇的聚合物，具有c 6 - c 3 - c 6 的結(jié)構(gòu)特 征，分子中的芳香環(huán)均以c c 鍵相連，不易水解，在強(qiáng)酸性條件下縮合成不溶于水 的物質(zhì)。 水解單寧：根據(jù)水解后產(chǎn)生多元酚羧酸的不同，水解單寧可分為：( 1 ) 桔單寧 ( g a l l o t a n n i n ) ，水解后產(chǎn)生桔酸( 沒食子酸) ；( 2 ) 鞣花單寧( e l l a g i t a n n i n ) ，水解后 產(chǎn)生鞣花酸或其它與六羥基聯(lián)苯二酸有生源關(guān)系的物質(zhì)。而所有水解單寧都是植物體 內(nèi)桔酸的代謝產(chǎn)物，均屬于桔酸或與桔酸有生源關(guān)系的酚羧酸與多元醇形成的酯。 縮合單寧：縮合單寧( 聚黃烷醇多酚) 一般衍生于黃烷類( f l a v a n ) 化合物，分 子骨架為c 6 c 3 c 6 。某些芪類( c 6 c 2 c 6 ) 化合物習(xí)慣上也歸為這類多酚。按照分子 量大小，此類多酚又可以分為黃烷醇單體及聚合體。習(xí)慣上將分子量為5 0 0 - - 3 0 0 0 的聚合體成為縮合單寧，而將分子量更大的聚合體稱為紅粉和酚酸。 黃烷醇單體是縮合單寧的前身化合物，而縮合單寧經(jīng)迸一步縮合生成紅粉和酚酸 1 3 1 。植物化學(xué)家又將這類化合物稱為原花色素( p r o a n t h o c y a n i d i n ) ，即是指從植物中分 離得到的一切無色的，在熱酸中處理下能產(chǎn)生花色素( c y a n i d i n ) 的物質(zhì)，它包括單 體原花色素( m o n o m e n cp r o a n t h o c y a n i d i n ) 和聚合體原花色素( 聚原花色素，p o l y m e r i c p r o a n t h o c y a n i d i n ) 。前者對應(yīng)于黃烷4 一醇和黃烷3 ，4 二醇，后者對應(yīng)于縮合單寧、 2 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第一章前言 紅粉和酚酸。一部分縮合單寧( 茶黃素等) ，在酸處理下不產(chǎn)生花色素，因而并不屬 于原花色素類多酚，可以認(rèn)為大多數(shù)縮合單寧等同于原花色素。兒茶素和桔兒茶素化 學(xué)構(gòu)成了縮合單寧的基礎(chǔ)。兒茶素同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)如下： a ( 2 3 s ) c ( 2 s , 3 r ) c 一一 ( 2 s 3 s ) e c 一一一 ( 2 r , 3 r ) e c 。 b ，一 桔兒茶素的結(jié)構(gòu)較兒茶素在b 環(huán)5 號位多一個羥基，同樣有四個同分異構(gòu)體。兒 茶素同分異構(gòu)體中，( 2 r ，3 s ) c 結(jié)構(gòu)稱為( + ) 兒茶素，( 2 s ，3 r ) c 稱為( ) 兒茶素，( 2 s ，3 s ) e c 稱為( + ) 表兒茶素，( 2 r ，3 r ) e c 稱為( ) 表兒茶素。( + ) 兒茶素和( + ) 桔兒茶素為強(qiáng)親核化合物，a 環(huán)的c 6 、c 8 為親核反應(yīng)中心。 二聚原花青定( p o l y m e rp r o c y a n i d i n ) 是分布最廣、數(shù)量最多的原花色素。原花 青定的組成單元是( + ) 兒茶素及( ) 表兒茶素。其中b 1 、b 2 、b 3 、b 4 為4 8 位c c 連接，b 5 、b 6 、b 7 、b 8 為4 6 位c c 連接。二聚原花色素仍然具有親電 中心，可繼續(xù)與黃烷3 ，4 二醇發(fā)生縮合，生成聚合原花色素。 可見，縮合單寧有著及其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。除了個別五、六聚體外，目前還不能將高 聚合度的單寧分離成純化合物并直接闡明結(jié)構(gòu)。與水解單寧相比，縮合單寧單元間是 以c c 鍵連接，由于空間位阻的存在，往往不能自由旋轉(zhuǎn)，使分子表現(xiàn)為較大的構(gòu) 象穩(wěn)定性，分子構(gòu)型比較僵硬。 復(fù)雜多酚：這類多酚分子同時(shí)含有水解多酚和縮合類多酚兩種類型的結(jié)構(gòu)單元 ( c 6 - c 1 及c 6 c 3 c 6 ) ，具有兩類多酚特征，稱為復(fù)雜單寧( c o m p l e xt a n n i n s ) 。 3 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第一章前言 1 1 - 3 樣品的準(zhǔn)備和多酚的提取 植物多酚含量測定中最為關(guān)鍵的一步是多酚的提取。提取時(shí)樣品的狀況和提取條 件都可能導(dǎo)致多酚量的很大變化。植物原料的貯存、干燥、粉碎，提取溶劑、溫度、 都可能改變多酚的化學(xué)結(jié)構(gòu)和提取效率，從而改變了多酚的化學(xué)、物化和生物活性， 使測定值與真實(shí)情況有很大出入。 貯存通常使多酚的提取率降低，因此，最好是冷凍干燥，避免高溫。 樣品提取前需經(jīng)粉碎成粉末。通常較細(xì)小的粉末利于提取，但是過細(xì)時(shí)多酚的提 取量反而減小，這是因?yàn)榉鬯闀r(shí)間過長，多酚已氧化變性，所以最適合的尺寸在1 0 0 篩目左右。 水雖然是植物多酚的良溶劑，但并非最適合多酚的提取。因?yàn)槎喾釉谥参矬w內(nèi)通 常與蛋白質(zhì)、多糖以氫鍵和疏水鍵形式形成穩(wěn)定的分子復(fù)合物，多酚分子之間也是如 此，這種現(xiàn)象對于分子量大、羥基數(shù)量多的植物單寧尤為突出，所以在多酚提取時(shí)提 取試劑不僅要求對多酚具有很好溶解性，而且須具有氫鍵斷裂的作用。因此有機(jī)溶劑 和水的復(fù)合體系( 有機(jī)溶劑占5 0 - - - 7 0 ) 最適合多酚的提取，有機(jī)溶劑的提取能力 順序：丙醇 乙醇 甲醇 溫度 溶劑與溶質(zhì)比。溶劑濃度對提取結(jié)果的影響較大，而溫度及溶劑和溶質(zhì)比對提 取結(jié)果影響較小。由表2 2 中的結(jié)果可以看出在不同的溶劑濃度中，用8 0 的乙醇對 單寧的抽出率相對較高。因溫度及溶劑和溶質(zhì)比對提取結(jié)果影響不大，為了節(jié)約資源， 其條件定為：溫度6 0 ，溶劑和溶質(zhì)比2 0 1 ，時(shí)間2 h 。而溶劑濃度對提取結(jié)果影 響大，故選取溶劑濃度做單因素分析實(shí)驗(yàn)。 1 6 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第二章薯蓖色素的提取及色素、單寧酸穩(wěn)定性研究 2 2 1 2 單因素實(shí)驗(yàn) 稱取5 9 薯莨粉末，加入l o o m l5 0 、6 0 、7 0 、8 0 、9 0 、1 0 0 乙醇水溶 液，在6 0 c 的水浴中浸提2 h ，蒸餾出乙醇，薯莨殘液定容2 5 0 m l ，取l o o m l 測其單 寧含量。 4 0 3 0 2 0 1 0 0 乙醇濃度( ) 1 0 0 圖2 - 1不同乙醇濃度對單寧含量的影響 由圖2 1 數(shù)據(jù)顯示，隨著乙醇濃度的提高，單寧含量保持上升趨勢，濃度為8 0 時(shí)單寧含量達(dá)到最大值，之后，單寧含量逐漸下降。一般來說，對天然色素提取時(shí)長 選取有機(jī)溶劑與水的混合體系，但水的含量不易過高。水雖然是栲膠( 栲膠是富含單 寧的植物原料經(jīng)水浸提和濃縮等步驟加工制得的化工產(chǎn)品) 生產(chǎn)中使用的溶劑，但水 的極性大，溶出雜質(zhì)多，故減少溶劑中水的含量，進(jìn)而減少溶出的雜質(zhì)，提高單寧含 量。同時(shí)對于以縮合為主體的薯莨色素來說，采用弱酸性醇一水體系可以提高多酚提 取率，這可能是由于不可提取單寧( 以共價(jià)鍵與植物組織分子相連的那部分單寧) 降 解溶出所致1 3 3 1 。在薯莨色素提取時(shí)，選用溶劑濃度為8 0 的乙醇水溶液。綜上所述， 本實(shí)驗(yàn)中提取薯莨色素的最佳工藝為：采用8 0 的乙醇水溶液作溶劑，溶劑和溶質(zhì)比 2 0 ：1 ，在6 0 水浴中浸提2 h 。 1 7 葛罌螺計(jì) 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第二章薯莨色素的提取及色素、單寧酸穩(wěn)定性研究 2 2 2 薯莨色素及單寧酸的穩(wěn)定性研究 2 2 2 1 薯莨色素及單寧酸的酸堿穩(wěn)定性 分別移取0 3 m l 薯莨提取液及1 的單寧各5 份，用p h 為3 6 、4 5 、6 、8 、1 0 的緩沖溶液定容1 0 0 m l ，測其吸光度。 2 8 03 0 03 2 03 4 03 6 03 8 04 0 0 波長( n m ) 圖2 2p h 對色素提取液吸收光譜的影響 2 8 03 0 03 2 03 4 0 3 6 03 8 04 0 0 波長( n m ) 圖2 3 p h 對單寧酸吸收光譜的影響 由圖2 2 及2 3 可以看出，酸堿度的變化對薯莨液及單寧酸的穩(wěn)定性有一定的影 響，且對單寧酸穩(wěn)定性的影響比對薯莨色素的影響大。在不同p h 值下，單寧的吸光 1 8 5 4 3 2 1 0 0 0 0 0 0 0 巡裝簽 0 5 0 5 0 5 0 3 2 2 1 1 0 0 燃泉登 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第二章薯莨色素的提取及色素、單寧酸穩(wěn)定性研究 度基本在l 之上，而提取液的吸光度均在0 5 以下。由最佳工藝提取的1 0 0 m l 薯莨 液中單寧含量為0 5 3 9 ( 5 9 薯莨粉末提取的2 5 0 m l 薯莨液中含有單寧： 2 6 5 1 5 9 = 1 3 2 5 5 9 ) ，約是單寧酸含量一半，這也是單寧酸較薯莨液吸光度高的原因 之一。其次，市購的單寧酸或許較薯莨液中單寧酸的分子量范圍集中，從而增加了吸 光度高的可能性。 由2 2 及2 3 圖可知，隨著p h 值的升高，提取液的最大吸收波長基本沒有變化， 穩(wěn)定在2 8 7 n m 左右，但吸光度變化較明顯，呈現(xiàn)出了增大的趨勢。而單寧酸在酸性 條件下最大吸收波長及吸光度變化微弱，當(dāng)呈現(xiàn)弱酸性及堿性時(shí)，2 8 7 n m 左右的最大 吸收峰在p h = 6 吸光度達(dá)到最大后逐漸減弱，p h = 1 0 時(shí)基本消失，取而代之的是向長 波段移動。酸度和堿度的增大都使得色素及單寧酸增加了對可見光的吸收，并且隨著 p h 的增大，提取液的顏色逐漸加深。綜上所述，本實(shí)驗(yàn)提取的薯莨色素在酸性及弱 堿性環(huán)境中能夠保持穩(wěn)定，p h 增大，對色素有顯色作用；單寧酸在酸性條件下相對 穩(wěn)定，而在弱酸及堿性條件下最大吸收峰有向長波段移動趨勢，對其影響較大。 2 2 2 2 薯莨色素及單寧酸的熱穩(wěn)定性 取加熱2 h 后的提取液及1 單寧酸各0 3 m l 于1 0 0 m l 容量瓶中，定容。測定其 特征吸收光譜并分析溫度對提取液穩(wěn)定性的影響。 1 2 刨 米0 8 整 0 4 0 5 56 57 58 59 5 溫度( ) 圖2 - 4 溫度對薯莨提取液及單寧酸吸收光譜的影響 圖2 - 4 是薯莨液及單寧隨著溫度的變化，最大吸收峰處吸光度的變化。由上述數(shù) 1 9 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第二章薯莨色素的提取及色素、單寧酸穩(wěn)定性研究 據(jù)顯示，溫度對薯莨液及單寧穩(wěn)定性的影響不大；同溫度下，單寧酸的吸光度高于薯 莨液的吸光度。對于薯莨液來說，溫度的升高基本沒有影響到其穩(wěn)定性，吸光度維持 在0 4 左右。但單寧酸隨著溫度的變化吸光度有下降的趨勢，當(dāng)溫度達(dá)到6 5 后，吸 光度明顯降低，但隨后溫度升高吸光度不再發(fā)生變化，這或許是因?yàn)闇囟壬?，單?酸的結(jié)構(gòu)受到破壞，達(dá)到一定程度后，單寧酸不再發(fā)生變化?？偟膩碚f，溫度的變化， 對薯莨液及單寧穩(wěn)定性的影響不大。 2 2 3 薯莨色素及單寧酸的紅外、紫外光譜分析 2 2 3 1 薯莨色素及單寧酸的傅立葉紅外光譜( f t - i r ) 琶 僻 捌 唰 波數(shù)( c m 1 ) 圖2 - 5 薯莨色素及單寧酸的f t - i r 譜圖 薯莨色素及單寧酸的紅外光譜見圖2 5 。單寧中的主要成分為原花青定，其原花 青定的紅外光譜主要特征有：1 5 4 0 - - - 1 5 2 0 c m - 1 區(qū)域有狹窄的單峰，此為b 環(huán)的伸縮振 動吸收峰；7 8 0 - - 7 7 0 c m 。1 區(qū)域有吸收峰，這是b 環(huán)c h 的面外彎曲振動吸收峰；1 3 0 0 - - 1 1 0 0 c m j 區(qū)域，原花青定單元在這個區(qū)域內(nèi)有多個峰【3 4 】；7 3 0 c m 。1 處無吸收峰；且 l l l 5 c m 1 附近的吸收峰強(qiáng)度大于相鄰各峰3 5 1 。當(dāng)在1 5 4 0 - - - - 1 5 2 0 c m 1 處有雙峰或在 7 3 0 c m 。1 處有吸收峰而在7 8 0 - 7 7 0 c m 。1 區(qū)域無吸收峰時(shí)，多聚原花色素的主要結(jié)構(gòu)單 元則是原翠雀定【3 4 1 。由上圖可知，薯莨液和單寧的紅外譜圖基本符合原花青定而非原 翠雀定的特征。同時(shí)，在3 3 6 2 c m 1 左右有一明顯寬峰，這是由于分子中的羥基因氫 鍵的作用而以締合形式存在的緣故，是分子間氫鍵寬的o h 伸縮振動【3 6 】。且在薯莨 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第二章薯莨色素的提取及色素、單寧酸穩(wěn)定性研究 曲線中，8 0 0 c m j 處附近有明顯吸收峰，這說明原花青定單元中順式異構(gòu)體占大部分 3 4 1 2 2 3 2 薯莨色素及單寧酸紫外吸收光譜分析 0 6 趟0 4 巢 登 0 2 0 o 波長( n m ) 圖2 - 6 薯莨色素及單寧酸的紫外- 可見吸收光譜圖 圖2 - 6 是薯莨提取液及單寧酸在水溶液中的紫外吸收光譜。植物多酚因其分子中 所含有的苯環(huán)結(jié)構(gòu)，在紫外光區(qū)有很強(qiáng)的吸收。根據(jù)文獻(xiàn)中對原花青定紫外可見光 譜的研究表明，原花色素的最大吸收波長在2 8 0 n m 附近，原花青定的紫外吸收主要 是出現(xiàn)在a 環(huán)、b 環(huán)中的b 帶吸收1 3 7 t 3 8 】。由上圖可以看出，薯莨液及單寧酸的最大 吸收波長在2 8 5 n m 左右。同時(shí)，在2 0 0 - - - 2 7 0 n m 間有許多小峰，這也說明薯莨液及單 寧中的成分較為復(fù)雜。 2 l 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理 第三章薯葭液及單寧酸對真絲增重、染色 第三章薯茛液及單寧酸對真絲增重、染色 3 1 實(shí)驗(yàn)材料和儀器 實(shí)驗(yàn)材料：薯莨塊莖( 廣東產(chǎn)) ，單寧酸( 上海凌峰化學(xué)試劑有限公司分析純) ， 1 1 2 0 6 脫膠真絲電力紡( 蘇州華思絲綢印染有限公司) ，無水碳酸鈉，無水乙醇，七 水合硫酸亞鐵，氯化鐵，硫酸銅，重鉻酸鉀，硫代硫酸鈉，碘化鉀，硫氰酸鉀，鹽酸， 淀粉，醋酸，醋酸鈉( 以上均為分析純) ，中性皂片( 市購) 。 實(shí)驗(yàn)儀器：s l a c 型水浴恒溫振蕩器( 蘇州威爾實(shí)驗(yàn)用品有限公司) ；s h z 一3 ( i l i ) 型真空泵( 河南省予華儀器有限公司) ；r e 5 2 ( c ) 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器( 鞏義市英峪高科技儀 器廠) ；m i n it e n e r 型連續(xù)式定型烘干機(jī)( 臺灣瑞比染色試機(jī)有限公司) ；p - a o 型立 式軋車( 臺灣瑞比染色試機(jī)有限公司) ；d h e 型汽蒸機(jī)( 瑞士) ：v i s s t am p x 型電感 耦合等離子體光譜儀( 美國瓦里安公司) ；h h s 6 型電熱恒溫水浴鍋( 上海天平儀器 廠) ；l a l l 4 型電子天平( 常熟市衡器廠) ；u l t r a s c a n x e 型電腦測色配色儀 ( h u n t e r l a b l t d u s a ) ；d h g 9 1 4 6 a 型電熱鼓風(fēng)干燥箱( 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公 司) 。 3 2 實(shí)驗(yàn)方法 3 2 1 薯莨液對真絲增重工藝 3 2 1 1 薯莨染液的制備 去皮粉碎薯莨塊莖，過1 0 0 篩目，按2 0 ：1 ( 溶劑溶質(zhì)之比) 稱取一定質(zhì)量的薯 莨粉末，以8 0 7 , 醇水溶液3 9 1 分散，在6 0 。c 下浸漬2 h ，冷卻，將沉淀過濾后，減壓 蒸除乙醇溶劑，得提取液，使其含固量( 1 k g 溶液中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)) 為6 2 8 ，5 c 以 下冷藏備用。 3 2 1 2 振蕩水浴法對真絲增重 實(shí)驗(yàn)前將織物在6 0 。c 的蒸餾水中煮3 0 m i n ，使其充分潤漲，取出晾干待用。 分別討論薯莨液含固量、浴比、處理時(shí)間、溫度及p h 值對薯莨提取液處理真絲 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第三章薯莨液及單寧酸對真絲增重、染色 織物增重率的影響。待處理試樣重1 0 0 - a ：0 0 1 9 ，處理前在熱水中充分溶脹。處理過程 在水浴恒溫振蕩器中進(jìn)行，完成后皂煮( 溫度8 0 。c 、皂片2 9 l 、n a 2 c 0 32 9 l 、浴比 1 ：6 0 、時(shí)間1 0 m i n ) 水洗烘干。在7 0 c 條件下烘3 0 m i n 后再平衡3 0 m i n ，稱重，計(jì) 算織物的增重率。其計(jì)算公式如下： 增重率( o ) = ( w 2 - - w 1 ) w l 1 0 0 式中：w 赫枝后織物的質(zhì)量儋； w l 接枝前織物的質(zhì)量g 。 3 2 1 3 汽蒸法對真絲增重 實(shí)驗(yàn)前將織物在6 0 c 的蒸餾水中煮3 0 m i n ，使其充分潤漲，取出晾干待用。通過 汽蒸的方法討論各因素對真絲增重率的影響，根據(jù)增重率確定真絲增重的最佳工藝。 將重1 0 0 - a ：0 0 1 9 真絲試樣織物浸軋一定濃度的薯莨提取液，在一定濕度、溫度、軋液 率下汽蒸一定次數(shù)。在7 0 。c 條件下烘3 0 m i n 后再平衡3 0 m i n ，稱重，計(jì)算增重率，計(jì) 算公式同上。 3 。2 2 薯莨液增重真絲的媒染 在汽蒸法確定的最佳增重工藝條件下，將增重真絲浸軋1 ：5 0 浴比、不同濃度的 不同單金屬離子溶液及不同比例的復(fù)配金屬離子溶液，在溫度1 1 0 、濕度8 5 下汽 蒸8 m i n ，完成一次處理后，重復(fù)1 次。水洗，皂煮( 溫度8 0 。c 、皂片2 9 l 、n a 2 c 0 3 2 9 l 、浴比l ：6 0 、時(shí)間1 0 m i n ) 。在7 0 。c 條件下烘干3 0 m i n 后平衡3 0 m i n ，稱量計(jì)算 增重率。以此為依據(jù)對后處理?xiàng)l件優(yōu)選。 3 2 3 單寧酸對真絲增重 實(shí)驗(yàn)前將織物在6 0 c 的蒸餾水中煮3 0 m i n ，使其充分潤漲，取出晾干待用。通過 汽蒸法對試樣進(jìn)行單因素實(shí)驗(yàn)分析，優(yōu)化單寧增重真絲工藝。將重1 0 0 - a ：0 0 1 9 的真絲 試樣浸軋一定濃度的單寧酸，在一定濕度、溫度、軋液率下汽蒸一定次數(shù)。在7 0 。c 條件下烘3 0 m i n 后再平衡3 0 m i n ，稱重，計(jì)算增重率，計(jì)算公式同上。 3 2 4 單寧酸增重真絲的媒染 在確定的最佳增重工藝條件下，將增重真絲浸軋l ：5 0 浴比、不同濃度的不同單 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理 第三章薯莨液及單寧酸對真絲增重、染色 金屬離子溶液及不同比例的復(fù)配金屬離子溶液，在溫度1 1 0 ( 2 、濕度6 5 下汽蒸8 m i n ， 完成一次處理后，重復(fù)1 次水洗，皂煮( 溫度8 0 ( 2 、皂片2 9 l 、n a 2 c 0 32 9 l 、浴比 l ：6 0 、時(shí)間1 0 m i n ) 。在7 0 。c 條件下烘干3 0 m i n 后平衡3 0 m i n ，稱量計(jì)算增重率，計(jì) 算公式同上。 3 2 5 殘液中金屬離子含量的測定 根據(jù)水浴法確定的最佳薯莨液及單寧酸增重工藝對真絲增重，用f e ”、c u 2 + 進(jìn)行 媒染，測定殘液中剩余f e 2 + 、c u 2 + 含量。 3 2 5 1 殘液中f e 2 + 離子含量測定 準(zhǔn)確移取處理后的f e 2 + 殘液l m l 于5 0 m l 的容量瓶中，稀釋定容，根據(jù)電感耦 合等離子體光譜法測定其含量。 3 2 5 2 殘液中c u 2 + 離子含量測定【4 0 】 3 2 5 2 1 溶液配制 o o l m o l l 重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液配制：用差減法準(zhǔn)確稱取干燥的( 1 8 0 烘2 h ) 分 析純k 2 c r 2 0 7 固體0 7 o 8 9 于1 0 0 m l 燒杯中，加5 0 m l 水使其溶解，定量轉(zhuǎn)入2 5 0 m l 容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。 0 0 5 m o l l 硫代硫酸鈉溶液配制：在臺秤上稱取6 5 9 硫代硫酸鈉，溶于5 0 0 m l 新煮沸并放冷的蒸餾水中，加入0 5 9n a 2 c 0 3 ，轉(zhuǎn)移到5 0 0 m l 試劑瓶中，搖勻后備用。 0 5 淀粉溶液配制：稱取0 5 9 可溶性淀粉，用少量水調(diào)成糊狀，慢慢加入到沸 騰的1 0 0 m l 蒸餾水中，繼續(xù)煮沸至溶液透明為止。 3 2 5 2 2 實(shí)驗(yàn)步驟 硫代硫酸鈉溶液標(biāo)定：用移液管取2 5 0 0 m l k 2 c r 2 0 7 溶液置于2 5 0 m l 錐形瓶中， 加入3 m l lh c l5 m l ，l g 碘化鉀，搖勻后放置暗處5 m i n 。待反應(yīng)完全后，用蒸餾水 稀釋至5 0 m l 。用硫代硫酸鈉溶液滴定至草綠色。加入2 m l 淀粉溶液，繼續(xù)滴定至溶 液自藍(lán)色變?yōu)闇\綠色即為終點(diǎn)，平行標(biāo)定三份，計(jì)算n a 2 s 2 0 3 溶液的濃度c l ，計(jì)算公 式： c l = 6 x m x v 2 x 10 0 0 ( m x 2 5 0 x v l ) 其中：m k 2 c r 2 0 7 的質(zhì)量； v 廣k 2 c r 2 0 7 的體積： 2 4 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第三章薯莨液及單寧酸對真絲增重、染色 v l - n a 2 s 2 0 3 的體積； m - k 2 c r 2 0 7 分子量。 殘液中銅的測定：準(zhǔn)確吸取2 5 o o m l 殘液三份，分別置于2 5 0 m l 錐形瓶中，加 入n a a c - h a c 緩沖溶液5 m l 及l(fā) g 碘化鉀，搖勻。立即用n a 2 s 2 0 3 溶液滴定至淺黃色， 加入2 0 k s c n 溶液3 m l ，再滴定至黃色幾乎消失，加入o 5 淀粉溶液3 m l ，繼續(xù) 滴定至溶液藍(lán)色剛剛消失即為終點(diǎn)。由消耗的n a 2 s 2 0 3 溶液的體積，計(jì)算殘液中銅的 含量c ，計(jì)算公式： c = c ix v 3 2 5 其中：c l - n a 2 s 2 0 3 溶液的濃度； v 3 - n a 2 s 2 0 3 溶液滴定所用體積。 3 3 結(jié)果與討論 3 3 1 薯莨液對真絲水浴法增重 3 3 1 1 薯莨液含固量對增重率的影響 初定處理?xiàng)l件：溫度8 0 c 、時(shí)間9 0 m i n 、浴比1 ：5 0 、維持原液酸性，溶液含固 量選為：1 0 5 、1 5 7 、2 0 9 、2 6 2 、3 1 4 、6 2 8 。 拿 、 槲 1 暑| 磐 孚 槲 惻 磬 含崮量( ) 浴比 圖3 - 1含固量對增重率的影響 圖3 2 浴比對增重率的影響 圖3 1 反映了提取液中固體含量對真絲增重率的影響。由圖可以看出，織物的增 重率隨著染液中含固量的增加而增加，且初始增加較快，隨后較為緩慢，當(dāng)達(dá)到6 2 8 時(shí)，增重率稍有下降趨勢。這是因?yàn)槿疽褐泻袉螌?，隨著濃度的增加，單寧的含量 也增加，提高了單寧與纖維結(jié)合的機(jī)會，同時(shí)，染液中亦含有糖類、膠質(zhì)等物質(zhì)，增 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第三章薯莨液及單寧酸對真絲增蕈、染色 加了染液的黏度，降低染液的流動性，處理過程中部分黏附于纖維的表面，阻礙單寧 與纖維的結(jié)合。實(shí)驗(yàn)中選用含固量為3 1 4 。 3 3 1 2 浴比對增重率的影響 選定染液含固量為3 1 4 ，其余處理?xiàng)l件：溫度8 0 。c 、時(shí)間9 0 m i n 、維持原液酸 性，溶液浴比定為1 ：3 0 、1 ：4 0 、1 ：5 0 、1 ：6 0 、1 ：7 0 、1 ：8 0 。 圖3 2 中曲線表明浴比對提取液處理真絲織物影響較小，隨著浴比的提高，織物 的增重率稍有升高。浴比提高到1 ：6 0 后增重率基本趨于平衡。小浴比有利于提高增 重效率，但浴比過小，容易使織物暴露于液面，影響增重的均勻性。通常，根據(jù)加工 條件及織物選擇合適的浴比，浸漬水浴法浴比較大。實(shí)驗(yàn)中采用浸漬水浴法，同時(shí)考 慮到節(jié)約用水、減輕資源負(fù)擔(dān)、節(jié)能減耗，故提取液對真絲織物的處理浴比取1 ：6 0 為宜。 3 3 1 3 振蕩時(shí)間對增重率的影響 通過優(yōu)化，選取處理?xiàng)l件：含固量3 1 4 、浴比1 ：6 0 、溫度8 0 、維持原液酸 性，振蕩時(shí)間選為：3 0 m i n 、6 0 m i n 、9 0 m i n 、1 2 0 m i n 、1 5 0 m i n 、1 8 0 m i n 。 圖3 3 振蕩時(shí)間對增重率的影響 水 槲 1 丑| 1 磐 2 5 6 3 2 9 3 9 4 4 4 3 5 1 9 5 6 6 6 2 5 6 7 1 p h 值 圖3 - 4p h 值對增重率的影響 隨著時(shí)間的延長，有利于織物增重率的提高，這一變化可從圖3 3 可以看出。在 9 0 m i n 時(shí)間內(nèi)，染液與纖維結(jié)合較快，之后有所減慢，基本趨于平衡，但當(dāng)處理時(shí)間 超過1 5 0 m i n 時(shí)，織物的增重率有降低趨勢。這說明在1 5 0 m i n 時(shí)，染液中的單寧與纖 維充分結(jié)合?？紤]到時(shí)間過長，織物會有所損傷，故時(shí)間選為1 2 0 m i n 。 3 3 1 4p h 值對增重率的影響 經(jīng)過條件的優(yōu)化，選擇處理真絲工藝：染液含固量3 1 4 、浴比1 ：6 0 、時(shí)間1 2 0 m i n 、 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第三章薯蓖液及單寧酸對真絲增重、染色 溫度8 0 ，同時(shí)選定p h 值3 2 9 、3 9 4 、4 4 3 、5 1 9 、5 6 6 、6 2 5 、6 7 1 。染液的原液 p h = 4 6 ，強(qiáng)酸性時(shí)用2 的磷酸調(diào)節(jié)，弱酸性至近中性時(shí)用2 0 的氨水調(diào)節(jié)。 p h 對織物增重率的影響較大，由圖3 _ 4 可以看出。在酸性條件下即p h 3 3 時(shí)，增重率顯著下降。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原 因是真絲的等電點(diǎn)為3 5 - - 5 2 ，此時(shí)真絲纖維的溶脹程度最小，單寧大分子難以進(jìn)入 無定型區(qū)。當(dāng)p h 薯莨 增重真絲 單寧酸增重真絲，這是因?yàn)榻饘匐x子除可與纖維中的羥基等絡(luò)合外還與纖 4 5 4 3 2 l 0 1v越蠖件韞矗n3七b饕鼷 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第三章薯莨液及單寧酸對真絲增蕈、染色 維上的單寧酸形成絡(luò)合物的緣故。同時(shí)，在真絲增重處理時(shí)，薯莨液較單寧酸增重效 果優(yōu)越，故而單寧酸增重的真絲經(jīng)f e 2 + 溶液處理后，殘液中離子含量較多。 3 3 6 2 殘液中c u 2 + 含量測定 在弱酸性溶液中，c u 2 + 可被還原為c u i ，這是一個可逆反應(yīng)，由于c u i 溶解度比 較小，在有過量的存在時(shí)，反應(yīng)定量地向右進(jìn)行，析出的1 2 用n a 2 s 2 0 3 標(biāo)準(zhǔn)溶液 滴定以淀粉為指示劑，間接測得銅的含量，其反應(yīng)式： 2 c u 2 + + 4 i _ 2 c u i + 1 2 ；1 2 + 2 s 2 0 3 厶= 2 i 。+ s 4 0 6 厶 j 、- ， 型 裝 m 譴 志 。 正 愛 鼷 。i 二蘭! 24 6 81 0 原液f e 2 + 離子濃度( g l ) 圖3 3 6 原液c u 2 + 離子濃度與殘液中之關(guān)系 圖3 3 6 表示用薯莨液、單寧增重真絲及未增重真絲( 即圖中空白) 于不同濃度c u 2 + 溶液中處理所得的原液離子濃度與殘液中離子濃度的關(guān)系。不難發(fā)現(xiàn)，其關(guān)系與f e 2 + 離子處理時(shí)相似，幾近直線關(guān)系。但在原液離子濃度相同的前提下，不同增重處理的 真絲織物經(jīng)媒染后，殘液中金屬含量順序變?yōu)椋簡螌幩嵩鲋卣娼z 薯莨增重真絲 空 白真絲。這或許是因?yàn)閱螌幩崤c纖維中的羥基等發(fā)生多點(diǎn)氫鍵結(jié)合，減少了c u 2 + 與 之形成絡(luò)合物的機(jī)率，從而使得殘液中離子含量相對較多的緣故。 3 5 2 5 l 5 2 1 o 薯莨提取液及單寧酸對真絲織物的處理第四章薯莨液及單寧酸媒染對織物應(yīng)用r 豐能和結(jié)構(gòu)形態(tài)的影響 第四章薯莨及單寧酸媒染對織物應(yīng)用性能和結(jié)構(gòu)形態(tài) 的影響 4 1 實(shí)驗(yàn)儀器 w a s h t e cp a 2 型水干洗色牢度儀( 英國羅切斯國際公司) ；m o d e l6 7 0 型手動式摩 擦色牢度儀( 英國j a m e sh h e a l 公司) ；l a b s p h e r eu v - i o o o f 型紡織品抗紫外因子測 試儀( 美國l a b s p h e r e 公司) ；y g ( b ) 4 6 1 d 型數(shù)字式織物透氣儀( 溫州大榮紡織儀 器有限公司) ；a t l a sx e n o t e s ta l p h a 型日曬牢度試驗(yàn)機(jī)( s d l a t l a s 公司) ；l f y - 1 a 型織物折痕恢復(fù)性測定儀( 山東省紡織科學(xué)研究院) ；d m a x i i i c 型x 一射線衍射儀 ( 日本理學(xué)電機(jī)株式會社) ；s 5 7 0 型掃描電子顯微鏡( 日本h i t a c h i 公司) ； n i c o l e t 5 7 0 0 智能型傅立葉紅外光譜儀( 美國熱電公司) 。 4 2 實(shí)驗(yàn)方法 4 2 1 耐皂洗色牢度測試 以w a s h t e cp a 21 2 + 1 2 水干洗色牢度儀對待測試樣做測試，皂液濃度5 9 l ，浴比 1