全 文 ：复合金属离子对薯食提取液增重真丝的处理
周青青 , 陈国强 , 叶皓华
苏州大学 材料工程学院 , 江苏 苏州
摘要 在通过汽蒸法薯夔提取液增重真丝的基础上 , 选择 种 一 、 十一 、 一 `、 千一衅十显合离 子对增 亚直丝做后处
理 , 讨论了不同质量浓度比例的金属离子对织物增重率 、得色量的影响。结果表明 一 后处理对织物增工率的影响鼓大
十后处理随 干质量浓度的升高 , 织物的增重率逐渐下降 而 一 和 一 十后处理随 十质量浓度升高增垂率增人。 种负合
离子比例不同 , 织物的颜色偏向离子质量浓度大的一方 。金属离子后处理不同程度地提高了织物的色牢度 、 折皱回复性 , 降低 了织物
的透气性 , 织物的紫外屏蔽性能大大提高。经测试 , 真丝织物通过复合离子处理后 , 内部结构没有明显影响。
关键词 复合余属离子 真丝织物 后处理 增重率
中图分类号 文献标识码 文章编号 一 一 一
七
一 , 一 , 一
, , ,
,
一 一 , 一 , 一 十 一`
一
,
一 一 , 一 一 一
,
,
一
一
随着绿色染整 的发展 , 天然染料染色 日益深入人
心 。薯莫做为 一种天然染料 , 很早就应用于织物 的染
色 。传统工艺生产的 “香云纱 ” 面料就是经过富含胶
质 、 单宁的薯 莞液反复浸渍 , 后涂刷富含铁质的河泥制
成的 〔」。薯莞液作为直接染料 匕染丝 、棉等织物 , 其染
色牢度等性能较差 。因此 , 关本清圈 、程志波 等人在对
薯蓖提取液处理真丝 、 棉研究的基础上 , 选取单金属离
子做媒染剂 , 对提取液处理真丝织物做后处理 , 得到了
经后处理织物色牢度有所提高 , 同时其紫外透过率降低
而不损伤真丝内部结构的结论 。
单金属离子做媒染剂所得织物的颜色比较单一 、纯
正 , 而采用复合离子对织物媒染的文献尚未见报道 。本
研究在前人研究的基础 卜, 通过汽蒸的方法用薯蓑提取
液处理真丝后 , 尝试采用 十一 礴十、 十一 、 一 、`
十一 种复合离子对处理后的真丝织物媒染 , 拓宽所
得织物颜色色谱 , 并讨论媒染后织物的各项性能 。
收稿日期 一 一 修回日期 一 一
作者简介 周青青 一 , 女 , 硕上研究生 , 研究方向为
功能性纺织 异化学及染整 。通讯作者 陈国强 , 教授 , 博士生
导帅 , 。
试验部分
材 料
脱 胶 电力纺 经纬 纱线密度 、
,经纬密度 根 、 根 , 薯
食块茎 广东产 , 、 、 , 、 。· ,
均为分析纯 , 。 化学纯 。
仪 器
通用蒸化机 瑞 公司 ,
型测色仪 美国 一 公司 ,
型水 干洗色 牢度 仪 英 国罗切 斯 「刁际公司 ,
型手动式摩擦色牢度仪 英国
公司 , 型 晒牢度试验机
公司 , 一 型纺织品抗紫外因子
测试仪 美国 公 司 , 型数字式织
物透气仪 , 型傅 立叶红外光谱仪 美国热电
公司 , 一 型 射线衍射仪 日木理学电机株式
会社 。
试验方法
薯蓑提取液的制备及真丝增重
去皮粉碎薯食块茎 , 过 筛目 , 按 溶剂溶
态的氧负离子与金属离子络合 , 形成单配体 、 多配体产
物 。在 种复配离子中 , 一 对织物增重影响较大 ,
这是由于单宁对 的络合与 “类似的缘故 。但 ”
属于重金属离子 , 用量不宜过多 , 实际生产中要慎重
考虑 。其余 种复合离子做后处理其织物增重率的变化
幅度比较缓和 。 “十一 后处理随着 “十质量浓度的升
高 , 质量浓度的降低 , 织物的增重率逐渐下降 。这
是因为植物单宁与亚铁离子的络合能力低于对铁离子的
络合 , 络合产物的水溶性亦较后者好的缘故 其次 ,
络合的同时金属离子的水解反应也存在 再者 , 是
具有氧化性的高价金属离子 , 单宁在与 “十络合的同时
也体现出其强还原性 , 可将其还原成低价态的 , 进
一步降低了 的质量浓度 。
坪赞侧
质之比 称取一定质量的薯食粉末 , 以 乙醇水溶液
分散 , 在 ℃下浸渍 ,冷却后将沉淀过滤后 , 减压蒸
除溶剂 , 得提取液 , 使其含固量为 , ℃以下冷
藏备用 。
通过汽蒸的方法对真丝增重 。丝织物浸渍含固
量为 薯蓑提取液 , 带液率为 , 在汽蒸温度
℃、湿度 条件下汽蒸 , 记为汽蒸 次 , 共
汽蒸 次 。
后处理工艺
将增重真丝浸一定质量浓度的 。十一 “ 、 十
、 一 、` 一` 复`合离子溶液 , 带液率为
, 在 湿度 、 的温度下汽蒸 , 定义
为 次后处理工艺 ,重复 次 。水洗 , 皂煮 温度 ℃、
皂片 、 、浴比 、 时间 。
在 ℃条件下烘干 后平衡 , 称重计算增重
率 , 见式
增重率 眺 一琳 川
式 中 眺为接枝后织物的质量 , 叭为接枝前织物的
质量 , 。
测 试
颜色特征值 在测色仪上读取试样各颜色特征
值 、 、 、 、 。测色光源为 光源 , “ 视
角 , 每块试样 折 , 读取 次 , 取平均值
耐皂洗色牢度 按 《 一 纺织品
色牢度试验 耐洗牢度 》 测试
耐摩擦色牢度 按 《 一 纺织品
色牢度试验 耐摩擦牢度 》测试
耐 日晒牢度 采用美国 测试标准 版测
试方法 评级
透气量 在织物透气仪上 , 按 《 一
纺织品 织物透气性的测定 》 进行
紫外透过率 在纺织品抗紫外因子测试仪上读
取试样在 一 的紫外透过率 、在 及 波段的
总透过率 和 及紫外辐射防护系数
傅立叶变换红外光谱 一 将样品碾成粉末 ,
以 压片法制样 , 在傅立叶红外光谱仪上读取图谱
广角 一射线衍射 将样品碾成粉末 , 在
仅 、等电压 、 等电流 碱 、
为 “一 。条件下进行扫描 , 扫描速度 。
结果与讨论
复合离子对增重真丝绸增重率的影响
以不同质量浓度比例的复合离子对薯食提取液增重
真丝做后处理 , 其对增重率的影响见图 。用金属离子
做后处理时 , 增重真丝上单宁中的酚轻基一般是以离子
令 卡 `
刁卜 十 洛
喇卜 布 番
, 卜 升了 ` `
离子质量浓度比
图 离子质量浓度比对增重率的影响
注 图 横坐标中 一 分别代表金属离子质量浓度
比值为 , , ,
, 。
复合离子对增重真丝绸为万值的影响
图 一图 反映了 一 ” 、 一 、 “`一 、`
一 种复合离子对增重真丝后处理表面得色随离
子质量浓度比例变化的情况 。单宁与不同金属离子络
合 , 产生不同颜色 , 这主要是络合时电荷发生转移跃
迁 , 电子从酚氧基配体 兀轨道跃迁到金属离子的某
轨道的结果 。由图 、 图 可知 , 一` “ 、 一` 复`
合离子中随着 “质`量浓度的相对增加 , 织物 的犬沼值
增加 , 这是因为用单一的 “做后处理时 , 织物得色较
深 , 为乌黑色 , 在复合离子处理织物时 , 保` 留了
这一颜色特征 。但 一 “复`合离子与织物上的单宁发
生络合 , 织物的得色反而下降 , 这是因为单用 处理
增重真丝时 , 织物的颜色为偏红黑色 , 所以初始时
质量浓度虽然较低 , 但织物犬沼值仍很高 。再者 , 随着
质量浓度 的相对增加 , 形成的亚铁络合物增 多 ,
由于亚铁络合物的水溶性较铁络合物的好 , 较多的亚
铁络合物从织物上转移到水溶液中 , 从而使得织物得
色降低 , 这与复合离子对织物增重率的影响相类似 。
在图 一图 中 , 犬心值在 处都有明显的波折 , 而仅
一 、 一 后处理的织物在 处有显著的
鑫赢蘸蘸蘸癫赢赢
弯曲 , 另外 种复合离子后处理的织物得色曲线较平滑 。 对增重真丝后处理的湿摩擦牢度增加较小 , 这分析是由
于 的络合物水溶性较 的好的缘故 。
表 经处理试样色牢度测试结果
翌鳖…
未媒染
一
一
一
一
落凑蜘谕藻咸矫瘫
山一`
波长 。 波长
夔夔 笋
日晒牢度 级
图 一 复合离子 图 十一 复合离子
月
波 长 波长
图 一 复合离子 图 一 复合离子
注 图 一图 中图标 、 、 、 、 分别代表复合离子质量
浓度比为 二 , , , , 二时不同波长的尤召值 。
复合离子对增重真丝绸颜色特征及色牢度的影响
综合不 同复合离子对增重真丝后处理的增重率及
犬沼值的影响 , 选取以下不同金属离子质量浓度比对增
重真丝做后处理 , 其织物的颜色及各项色牢度测试结果
如表 , 、 、 、 、 表示颜色特征值 。由表
可以看出 , 经复合离子处理后的织物与未媒染的织物相
比 , 织物的 、 、 均有所降低 , 且 一 、 十
处理后的织物的 、 、 降低较大 , 说明织物所
得颜色最深 , 呈深咖啡色 。而经 一 媒染后 , 值
增加 , 表明织物偏黄光显著增强 , 得到的 值最大 , 说
明色彩最为鲜艳 。
表 经处理试样的颜色特征值
鑫麟蝇馨 蘸潺藉携馨…瘾 舜 攀 彝 聋 蘸
未媒染
一
一
一 ,
一
表 为 种复合金属离子处理增重真丝各项色牢度
的测试结果 。由表 可知 , 未媒染试样的各项牢度均较
差 , 这是由于此时薯蓑提取液是附着在织物上的缘故 。
经复合金属离子处理后 , 织物的各项牢度都有所提高 ,
特别是日晒牢度 。大多数天然染料的耐晒牢度较合成染
料差 , 但从结果来看 , 经复合离子处理后 , 日晒牢度有
较好的提高 。由表 还可以看出 , 有 十参与的复合离子
复合离子对增重真丝绸透气性和弹性的影响
透气性是指空气透过织物的能力 , 一般以单位面积
单位时间透过织物的气体体积量来表示 。处理前后的透
气量见表 。薯蓑提取液处理真丝对织物的透气量稍有
降低 , 这是因为纤维无定形区被薯蓑提取液所填充 , 使
得结构变得致密的缘故 。经金属离子后处理 , 纤维纱支
变粗 、 织物结构紧密度增加 , 从而使织物 的透气量明
显下降 。 一 后处理对织物的透气量影响最大 , 透
气量最小 , 这和增重率正好成反比关系 。由表 可以看
出 , 织物的折皱回复角无论是急弹还是缓弹经离子处理
后相对于空白织物都有所提高 。只经薯蓑提取液汽蒸过
的真丝织物的折皱回复角较大 , 薯蓑液除一部分附着在
真丝织物上 , 另一部分主要是与提取液中单宁分子中众
多酚轻基 、 醇轻基 、醚基和蛋白质的诸多基团发生氢键
结合的 。经离子后处理 , 金属离子有可能打断单宁与
蛋白质之间的氢键结合而与单宁发生配位结合 , 形成单
配体及多配体 , 受到外力时 , 分子链间虽然有相对滑移
或形变 , 但当外力撤除后 , 分子间有足够的约束力使其
做相对运动回到原来的位置 , 从而使得回复角增大 。
表 经处理试样的透气性 、 折皱性能测试结果
空白
未媒染
一
一
一
十一
复合离子对增重真丝绸紫外屏蔽性能的影响
表 反映 了复合离子处理后真丝织物对紫外透过
率的测试结果 。真丝面料虽有优 良的吸水亲肤性能 ,
但对紫外的低屏蔽确实美中不足 。由表 可知 , 空白
真丝在 一 及 一 波段
的紫外透过率都比较高 , 其测试结果分别是 和
。经薯蓑提取液增重真丝对紫外线的屏蔽性提
高 , 其 及 分别降为 和 , 且 值均
在 以上 。除 十外 , 其余 种复合离子处理后织
一 一
物的 及 其值均在 以下 , 已经具备了优 良的抗
紫外辐射功能 。一方面是由于织物间隙变小 、其结构紧
密度增加 , 另一方面是因为经复合离子处理后 , 织物的
颜色较未媒染时偏深 , 深色要比浅色能更好地吸收紫外
线 。按照规定 , 当紫外透过率小于等于 , 抗紫外线
指数 达到 , 织物就具有优异的防紫外性 , 因而
媒染后的织物具有优良的抗紫外性能 。
表 紫外透过率
冲擎哪黝姗姗撇麒耀纲摹瓤螂瓤蜘娜鳄 卿喘酬髓翻
空一
未媒染
一
一
一
一
表明处理后纤维的结晶结构基本没有发生改变 , 晶区几
乎未受到影响 , 从侧面反映出处理发生的相互结合作用
主要发生在丝纤维的无定形区 。
广
、
, , , , 尸 ,
邵
一空白真丝织物 一 一 后处理 一甲忆 后处理一 一 后处理 一 一 后处理
图 广角 衍射曲线
复合离子对增重真丝纤维结构的影响
红外测试结果分析
轻基的特征频率与氢键的形成有密切关系 , 游离的
一 在 一`范围内有一个尖峰 ,强度不定 。
实际上在大多数情况下 , 测得的红外光谱图中的轻基由
于氢键的作用而以缔合形式存在 , 呈一个明显的宽峰 ,
并且其伸缩振动频率向低波方向位移 。
图 反映了丝素蛋白的特征吸收峰 , 吸收频率在
一附近 , 是酞胺 伸缩振动 一 特征峰 , 吸
收频率在 一`附近 , 是酞胺 伸缩振动 一
峰 , 酸胺 的刀折叠结构特征峰在 一,附近 。经金
属离子处理后 , 个吸收峰均稍向低波数方向移动 。由
图 可以看 出 , 在 一`附近出现 了新的小峰 , 这表
明经金属离子处理后 , 织物上仍含有薯蓖液中的主要物
质原花青定闭。
产︸厂“户八、、介厂广更`
、、、 尸了、洲侧刀甲沙全 叮
波长
一空白真丝织物 一 一 好后处理 一 沪十一 后处理一 一 后处理 一 一 后处理
图 真丝处理前后的红外光谱
一衍射
由图 可知 , 空白真丝丫`射线特征峰 、 衍射角分
别是 “和 “ 。经金属离子后处理 , 丝纤维保持
了处理前的衍射峰形 , 均在 “左右出现溯寸线衍射
主峰 , 这是具有较高取向的刀型结构丝素的特征峰 。这
结 论
通过 一 、 一 、 一 、 一
种复合金属离子对增重真丝进行后处理 , 一 对织物
增重率提高最大 , 而 一 随着 质量浓度的增加 ,
织物的增重率逐渐下降 。 种复合离子后处理 , 不同程度
地改变了薯蓑提取液增重真丝的颜色 , 且随着离子比例
的不同 , 颜色偏向离子质量浓度大的一方 。
种金属离子对增重真丝做后处理 , 在一定程度
上提高了薯蓑提取液增重真丝的色牢度和折皱回复性
同时对织物的紫外屏蔽性能有明显提高 , 除 十一 “处`
理后的紫外屏蔽性能略逊外 , 其余的 值均已提高到
以上 但经复合离子处理后 , 织物的透气性有明显
的下降 。
通过红外及 一射线测试 , 经复合离子处理后 ,
真丝绸的内部结构没有明显的变化 。
参考文献
吴浩亮 漫话蓑纱绸 〕丝绸 , 一
关本清 , 陈国强 、 、 对薯蓖提取液处理真丝织
物的影响 印染助剂 , , 一
「 程志波 , 陈国强 棉织物天然染料薯蓑的轧染研究 〔 印
染 , 一
〕黎碧娜 , 何明 , 杨辉荣 从野生植物薯莫中提取抗氧化成分
的研究 」现代化工 , 一
【 石碧 , 狄莹 植物多酚叨 北京 科学出版社 , 以
【 周锦云 真丝绸单宁加工工艺研究 【」针织工业 ,
一
徒晓茜 , 王祥荣 桑甚色素对真丝织物的染色性能研究口 印染
助剂 , ,
高良玉 精细化学品分析 【 北京 化学工业出版社 ,
蒋克妮 , 罗庆云 , 孙达旺 薯蓑及红根皮单宁组分的研究叨 林产
化学与工业 ,
一 一