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天然染料的多样性和应用研究发展

花匠小妙招
2025-01-26 13:08

前言
本课题研究板栗壳天然染料的媒染剂的选择及染色工艺。板栗, 俗称栗子,富含糖、淀粉、蛋白质、脂肪及多种维生素和矿物质。板栗深加工的规模使板栗壳数量急剧增加。目前板栗壳多用于燃料,其余均被扔掉,其色素资源未得到充分应用[1]。
板栗壳中含有黄酮类物质, 不仅可作为一种天然棕色染料对纺织品进行染色, 还具有抑菌、防紫外线辐射等功能。因此, 从板栗壳中提取棕色天然染料并应用于纺织品染色, 使板栗壳变废为宝, 具有较大的社会经济效益。本课题主要针对其染色性能进行研究,将其作为某些化学染料的替代品,利于环保,同时利于废物利用。
本课题在前人已作的研究中,主要将其作为一种染料进行染色研究,通过选用理想的媒染剂、优化染色工艺,优化染色过程和染色条件达到板栗壳染料的最佳利用,并将其与传统染技--蜡染结合起来提高其附加值,具有良好的经济效益和社会效益。
课题研究的主要内容包括:
(1)板栗壳天然染料的提取
(2)媒染剂的选择与确定
(3)板栗壳染料染色方法的选择和确定
(4)染液pH值、温度、染色时间等工艺参数的优化
(5)对丝织物染色效果评价与分析
(6)板栗壳天然染料与蜡染相结合
第1章天然染料的多样性和应用研究发展

天然染料主要来源于植物、动物、微生物等。其中最主要来源于植物。历史上,植物染料在丝绸生产工艺上的应用更是达到了炉火纯青的地步。几千年来,丝绸是我国传统出口商品。中国的丝绸精品——锦、绣,不仅是高贵的服饰材料,同时也是艺术珍品。这些用天然染料中的植物染料染色,而制成的绚丽多彩的丝织品,铸就了中国丝绸的辉煌。
合成染料迅速替代植物染料是近百年的事,由于产量、染料的制备技术等方面的原因,更由于植物染料染色工艺复杂,能源消耗大,颜色重现性差,少数染料对酸和碱的作用过于敏感等问题,所以,20世纪50 年代后植物染料染色已经退出大工业生产,在大城市中已经难觅踪迹。但植物染料的染色至今仍然在一些地区使用,它与我国的一些传统染色工艺扎染、蜡染相结合,成为特色鲜明的传统产品。
21 世纪以来,随着人们对环保及其自身保健的日益重视,研究发现很多合成染料对人体皮肤有刺激作用,甚至导致皮肤病及诱发癌症等,其中以分散染料和酸性染料尤为突出,而天然染料则以无毒无害、无污染而独树一帜。同时,天然染料的染色产品色调独特别致,迎合人们追求个性化、多样化的口味,以及部分染料兼具部分保健功能的特点,这与目前全球性绿色革命不谋而合。因而,天然染料的染色及应用又重新引起了关注[2]。

根据英国染料和染色家协会给出的定义, “天然染料”是指从植物、动物或矿产资源中获得的、很少或没有经过化学加工的染料。天然染料的分类可以有很多种方法
, 如按来源、字母顺序、化学结构、俗名等排序。在《染料索引》(.) 中, 天然染料是按化学结构和应用分类的。
按来源分类
天然染料根据来源可分为植物染料、动物染料和矿物染料。植物染料是从植物的根、茎、叶或果实中提取得到的染料, 如茜草、紫草、苏木、靛蓝、红花、石榴、冬青、杨梅、柿、扼子、桑、茶[3]等; 动物染料数目较少, 主要有虫( 紫) 胶、胭脂红虫和虫胭脂等从昆虫中提取的染料;矿物染料是各种无机金属盐和金属氧化物, 且一般不溶于水, 通常被用作颜料使用, 只有少数作为染料使用。植物染料是最主要的天然染料, 也是本文讨论的主要内容。
按颜色分类
按颜色分类是指按纤维或织物染色后的颜色对天然染料进行分类:有红色、黄色、蓝色、棕色和其它颜色的天然染料。已统计的天然染料中以黄色和红色品种最多, 蓝色、绿色和黑色最少。红色染料不像黄色染料那样大量存在于自然界中,大多数红色染料隐藏在植物的根、树皮或暗灰色昆虫的躯体中。尽管红色染料的来源有限,但它们在一种植物中存在大量色基,因此容易提取。胭脂虫红是最漂亮的红色天然染料,存在于寄生在仙人掌上的胭脂虫红虱的体内,但较主要和常用的天然红色染料是茜草和紫胶;黄色是最生动的、也是自然界存在的所有色相中最充足的染料。可产生黄色染料的植物的数量比可产生其它颜色染料的植物的数量要多得多。姜黄染料是姜黄的衍生物,是天然来源黄色染料中最有名和最鲜艳的染料之一;从古到今,靛蓝一直是最主要和最常用的蓝色染料之一,它是从生长在亚洲、非洲、菲律宾和美国等地的一种植物的叶子中提取的;儿茶棕染料是从一种名为儿茶的木材中提取的,这种树主要生长在印度等地[4]。

( 1) 吲哚类: 靛蓝、菘蓝、泰尔红紫等。
( 2) 蒽醌类: 茜草、胭脂红、胭脂虫粉等。
( 3) α- 萘醌类: 指甲花、胡桃、紫草等。

( 4) 黄酮类: 黄木犀草、杨梅、黄芩、槐花等。

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