随着人们对生态纺织品的追求，天然染料染色的织物越来越受到人们的青睐，国内外不少科研机构及院校均有学者在从事天然染料染色方面的研究。天然染料胭脂虫酸是从成熟的胭脂虫体内提取出来的，具有抗氧化、遇光不分解等优点，是为数较少的鲜艳度较好的红色天然染料之一。其分子结构式如下：

　　铝离子是位于元素周期表第三周期第IIIA的元素，Al3+配位数为6，电荷/半径比（+3/0.50A）较大，是较好的配位形成体。胭脂虫酸染丝织物用铝离子媒染时，铝离子能与胭脂虫酸及丝纤维上的可配位基形成配合反应，利于染料对纤维的上染及固着，从而克服天然染料直接染色时得色浅、牢度差等缺陷。

　　1实验

　　1.1材料与仪器

　　真丝电力纺（日本飞路达公司提供），平平加0（市购），胭脂虫酸（德国蕴宝公司），硫酸铝（分析纯）、丝肽粉（市购）。

　　AI210.4电子天平（Max210g，d=0.0001g）;Db6000红外自动控制染色小样机（韩国大林丝达乐株氏会社）;DHG-9146A型电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏试验设备有限公司）;UltraScanXE电脑测色配色仪（HunterLab.Ltd美国）;日立57O扫描电子显微镜;Magna-IR550红外光谱仪（Nicolet公司），采用溴化钾压片法制样。

　　1.2整理工艺

　　织物前处理（浴比1：5O，平平加O5g/L，100℃，l0～15min）一铝离子前媒染（浴比1：50）一胭脂虫酸染色（染料对织物用量5%，80℃，45min，浴比l：50）。

　　1.3染色织物牢度的测定

　　耐洗色牢度按GB/T3921.3—1997测试，耐酸碱牢度按GB/T3922--1995测试，耐摩擦牢度按GB/T3920--1997测试，耐光牢度按GB/T8427--1998测试（检测工作由苏州市纤维检验所完成）。

　　1.4配合物的制备

　　取0.6m mol的硫酸铝用去离子水配成50mL的溶液，分别加入0.1g胭脂虫酸、1g丝肽粉，搅拌使之充分溶解后，在9O℃反应30min后，置恒温干燥箱中45℃蒸发至干燥，制得胭脂虫酸、丝肽粉与铝离子的配合物：胭脂虫酸一铝、丝肽一铝。

　　2结果与讨论

　　2.1铝离子媒染条件对染色K/S、C的影响

　　2.1.1媒染剂用量

　　测定不同媒染剂浓度下染色丝织物的K/S、值以表征染色丝织物的表观得色量及鲜艳度，如图1、图2所示。由图1、图2可知，经铝媒染后的染色丝织物比直接染色时获得了很好的K/S值和鲜艳度，低浓度时随媒染液浓度的增大，K/S值及鲜艳度均显著提高，在媒染液浓度为2m mol/L、lm mol/I时，染色织物的K/S值、鲜艳度分别达到最大值，此后随浓度的提高基本保持不变。原因是媒染时铝离子会与丝纤维上的可配位基发生配位反应，增加浓度利于配位反应向生成配合物的方向进行，参与与丝纤维配合的铝离子越多，K/S值就越大，鲜艳度也会随之提高。浓度达到一定的值时，配合反应基本达到平衡，再提高浓度K/S值不再增大。综上分析，铝媒染丝时的最佳浓度为2mmol/L。

　　2.1.2媒染温度

　　由图3、图4可知，随媒染温度的提高，染色丝织物的K/S值缓慢增加，90℃媒染时K/S值达到最大值。原因可能是一方面温度提高媒染液中铝离子的分子运动加剧，增加了铝离子与丝纤维上配位基发生碰撞配位的机率;另一方面，温度升高，也增加了丝纤维的膨化程度，丝纤维的表面积增大更利于与铝离子配位反应的发生。染色织物的鲜艳度随媒染温度的提高变化不大。因此，铝媒染时最佳温度为90℃。

　　2.1.3媒染时间

　　由图5、图6可知，染色织物的K/S值、鲜艳度在媒染时间20min范围内，随时间延长均呈增大趋势，媒染时间超过20min，延长时问K/S值、鲜艳度基本不再变化。因此铝媒染丝时最佳媒染时间为20min。

　　由表1可知，经铝离子媒染后，染色织物的各项色牢度基本都达到了3级，较无媒染时染色织物的色牢度有所提高，这是因为织物经铝离子媒染后，铝离子与丝织物及染料中的可配位基形成了配位键的结合，从而使染色丝织物获得了较好的牢度。

　　2.3能谱分析

　　测定经铝离子媒染后丝织物的能谱如图7所示。图7表明，丝织物中含有一部分铝离子，这可能是铝离子以聚积或配合的方式留在丝织物上。

　　2.4红外光谱分析

　　2.4.1丝肽与铝离子配合前后的红外光谱测定丝织物的模拟物丝肽与铝离子配合前后的红外光谱，以分析丝纤维上配位基与铝离子发生配合反应的情况，如图8所示。由图8可知，丝肽IR谱中，在3200～2300cm-1之间有一组宽而强的一NH2的特征吸收峰，丝肽一铝在此处变为二重峰;丝肽IR谱在l136.2cm-1。处为酚羟基的振动吸收峰，丝肽一铝在此处吸收峰消失;丝肽IR谱在916.7cm-1处有一羧基中羟基非平面变角振动吸收峰，丝素一Al在此处的吸收峰位移至929.6cm-1处。以上说明，丝肽中的一NH2、酚羟基、羧基参与了与铝离子的配合反应。

　　2.4.2胭脂虫酸与锅离子配合前后的红外光谱测定胭脂虫酸与铝离子配合前后的红外光谱，以分析媒染时天然染料胭脂虫酸与铝离子发生配合反应的情况如图9所示。由图9可知，胭脂虫酸IR谱中，在1170～1000cm-1处有一组葡萄糖剩基上环状C～O一C的伸缩振动吸收峰，胭脂虫酸一铝在此处变为单峰;胭脂虫酸IR谱中在1300~1200cm-1为羧基中C一0伸缩振动吸收峰（三重峰），胭脂虫酸一铝在此处的吸收峰消失;胭脂虫酸在1384.2cm-1。和1339.5cm-1处为酚羟基的变形和C一0伸缩振动吸收峰，胭脂虫酸一铝在此处变为单峰。

　　以上说明胭脂虫酸分子中葡萄糖剩基上环状的C—O—C，醌结构中的羧基、酚羟基参与了与铝离子的配合反应。

　　3结论

　　a）HNH~虫酸染丝织物时铝离子前媒染的最佳工艺参数为：浓度2mmol/L，温度90℃，时间20min。

　　b）经铝离子媒染后染色丝织物获得了较好的色牢度。

　　c）能谱图显示经铝媒染后的丝织物上含有铝离子;红外光谱显示丝肽中的一NH2、酚羟基、羧基，胭脂虫酸分子中葡萄糖剩基上环状的C—O—C、醌结构中的羧基、酚羟基等基团参与了与铝离子的配合反应。

　　来源 曹红梅

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