目 录1引言12 实验一－红花天然染料的提取42.1 实验材料42.2 仪器与设备42.3 实验药品42.4 提取方法42.5 操作步骤42.5.1 水提取法42.5.2 等水平均匀设计42.6 测试52.7 结果与讨论113 实验二－天然染料对羊毛、丝绸的染色153.1 实验材料153.2 仪器与设备153.3 实验药品153.4 红花黄色素丝绸织物染色实验153.5 红花黄色素羊毛织物染色实验194 实验三－红花黄色素天然染料对改性棉的染色244.1 实验材料244.2 仪器与设备244.3 实验药品244.4 实验方案244.4.1 单因素对改性棉染色性能影响244.4.2改性棉染色正交实验274.5 结果与分析274.5.1温度对改性后染色织物的影响274.5.2染料用量对改性的影响284.5.3时间对改性的影响284.6 测试294.7 结果与分析294.7.1 丝绸织物染色正交实验分析294.7.2羊毛织物染色正交实验分析324.8 改性棉的染色结果与分析364.8.1 单因素〔改性〕分析364.8.2正交实验分析39结论45参考文献46致47附录48 / 1引言在古老的年代里,天然染料一直扮演着很重要的角色,从衣服、食品到工具、艺品,甚至是人的装置上,都少不了植物天然染料的参与。
商周时期人们就已利用彩色矿石研磨成粉状涂染织物汉时期绢云母和硫化铅已用来染色同时,蓝草、茜草和紫草等植物染料的应用也逐渐普及北的《齐民要术》就记载了制备染料的"杀红花法"和"造法"明清时期我国天然染料的制备和染色技术都已达到很高的水平当时,染料除自给外,还大量出口[1]～[7]现在天然染色的染料来源主要是植物染料,主要可以从人工种植的植物中提取；可以从农副产品的废弃物中提取；可以从野生植物中提取天然染料以植物染料为最多,用途也最为普遍天然染色使用的天然染料一般有植物类染料,如树木、草本植物、花卉、水果、中药、茶叶等,包括树皮、树根、枝叶、果实、果壳；花卉的鲜花、干花、花叶、花果；水果的外皮、果实、果汁很多都可以用来染色：〔1〕茶叶：我国南方重要经济作物桑和茶也可用作植物染料,尤其是南方普遍栽种的茶树,其老叶是一种资源丰富的植物染料而且茶叶富含茶多酚,它有较强抗菌保健功能,用于丝、毛染色可开发高档抗菌保健纺织品经研究发现,绿茶、红茶、乌龙茶、普洱茶都可以作为染料由于茶叶主要作用为饮料使用,价格比较高选用做染料使用的茶叶,可以选用茶叶的老叶、茶叶末、茶等价值稍低的原料〔2〕中药：这是植物染料选材最多的来源。
绝大多数可以用来做植物染料当然根据性价比的原则来挑选材料才是合理的需要注意的是,由于原材料的产地不同,收购或采集时间的不同,染料会有很大的不同,提取的时间,方法都有不同,结果会有较大的差异〔3〕木本植物：这是主要来源之一,树皮、树根、树枝、树叶,只要是含有染料并能用于纺织品染色的材料都可以采用,但不能以破坏生态为代价比如不能对正在生长期的树木进行砍伐,而应该以砍伐后的树木进行分类,树皮、树根、树枝进行收集,对每年正常修剪的枝叶可以用来做染材对果实、果壳进行收集做染材〔4〕草本植物：除了正常种植的草外,野生的杂草应该作为首选如葎草、荩草、飞机草等这类野草来源丰富,不会破坏生态资源真正做到：变废为宝,变害为宝〔5〕水果、蔬菜：这一类也是主要来源其染料大多在果壳,也有是在树根、树皮、树枝和树叶里大多数是废弃物,完全可以用来做染料的原材料；部分蔬菜也可以用作染料,有些不是食用部分,如丝瓜叶、洋葱皮等都可以做原料天然染色以植物性染料的使用最为普遍,且可用的材料种类也最丰富,从目前已有的研究数据得知,可应用的染料至少上千种,其中有些已被先民应用,有许多还未被开发天然染色的特点：〔1〕采用原生态的染料植物为染料来源。
这是大自然恩赐给人类的礼物,与人类共生共存,生生不息是一种最自然的染色方法〔2〕使用天然染料染色不仅可以减少染料对人体的危害,充分利用天然可再生资源,而且可以大大减少染色废水的毒性,有利于减少污水处理负担,保护环境〔3〕植物染色中部分染料是名贵的中草药材,染出的颜色不仅纯洁艳丽,色泽柔和而其最大的优点是不伤皮肤,对人体有呵护保养作用许多染料植物兼具有药草或避邪的作用,如染蓝的染草具有杀菌解毒、止血消肿的功效；又如染黄色的艾草,在民间是趋吉避凶的护身符,其它如枋、红花、紫草、洋葱等染料植物,也都是民间常用的药材,这些兼具药草与染料身分的植物,能使染料具有杀菌、防皮肤病、防蛇虫与提神醒脑等特殊疗效〔4〕天然植物染色主要针对的是天然纤维,而天然纤维与植物染料几乎是同宗同根,有很好的亲和作用〔5〕植物染色产品的颜色具有独特的魅力,除了具有天然的色泽以外,植物沉静柔和而具有安定力的气质,色泽与色感并不因时日而改变草木染的取材中,除了染料是健康的,布料更是符合这个标准,因为除了颜色的深浅变化外,它的色泽与色感并不因时日而改变19世纪中叶合成染料问世并于1902年传入我国以后,由于其在色光和色牢度等方面的优越性,使得天然染料在植物染色中的应用逐渐被合成染料所取代。
近年来,人们环境意识的增加及对人类身体健康的重视,人们开始对合成染料的广泛使用日益担忧研究表明,合成染料可能引起某些人患皮肤病,而且有100多种合成染料能产生致癌物质,合成染料以及中间体造成的废水污染问题更是令人担忧随着人民生活水平的日益提高,人们对服装的要求逐渐趋向于舒适化,自然化和高档化而利用天然的物料来制作服饰,既满足了人们追求舒适、健康、天然的要求,又不会对环境产生负面影响,这已经成为当前服装面料发展的主导潮流天然染料无毒、无害、无污染,具有较好的生物可降解性,与环境有较好的相容性因此,用天然染料代替某些有毒或污染环境的合成染料,是一种环境友好的染色方法在全球性绿色革命浪潮下,天然染料又开始为人们所重视[1]～[7]红花为菊科植物红花Carthamus tinctoriusL.的干燥管状花, 俗名草红花、红蓝花,主产于XX、、、等地,目前已大量人工栽培红花味辛性温, 是中医传统的活血化瘀药,具有降血压、降血脂、抗血栓等作用,在治疗冠心病、高血压及脑溢血、传染性肝炎有一定的疗效[1]红花中含有黄色素和红色素,是红花的有效成分之一,也是良好的天然色素,可用于医药、食品、化妆品等方面。
红花红色素在红花中含量仅为0. 1%~0. 2%左右,提取也较复杂,国相关的研究报道较少目前,红花黄色素的红花黄色素在红花中含量很大,提取也较容易,红花黄色素中含有多种水溶性查耳酮类物质,是红花中具有生理活性的重要成分之一[1-3]同时,红花黄色素还是一种毒性极低、着色力强、色调稳定的天然色素其具有色泽艳丽,耐高温、耐高压、耐低温、耐光、耐酸、耐还原性和抗微生物等优点[4-6]因此,红花黄素具有较高的实用价值和开发前景目前,红花黄色素的提取方法较多[7-11]本课题选用红花粉末,从中提取天然红花染料,来对丝绸织物进行染色,探讨其染色性能描述天然染料的提取、染色机理,分析了植物染料染色温度、时间、媒染剂和染液浓度对染色深度的影响,提出了天然植物染色研发应用中存在的一些问题和发展前景2 实验一－红花天然染料的提取2.1 实验材料 红花〔中药材〕,市售2.2 仪器与设备UV1801紫外-可见分光光度计〔北分瑞利分析仪器公司〕、恒温水浴锅〔三思科技〕、真空泵、电子天平〔精确到万分位〕、烧杯〔250ml、500ml、2000ml〕、移液管〔10ml、5ml、2ml、1ml〕、容量瓶〔500ml、250ml〕、药匙、量筒〔100ml、50ml〕、玻璃棒、滤纸、滤网〔600目〕、CX-350A型高速多功能粉碎机〔市晟喜制药机械〕。
2.3 实验药品无水乙醇、冰醋酸等有机溶剂,硫酸铝、碳酸钠、氢氧化钠,均为分析纯2.4 提取方法采用单因素优化、水平优化进行提取2.5 操作步骤2.5.1 水提取法 实验步骤：1、称取粉碎的红花粉1份20g,备用 2、配制提取介质：加适量纤维素酶、果胶酶、蛋白酶于2000mlPH=4的水溶液中3、取700ml配好溶液于1000ml烧杯中在水浴锅中加热至50℃,加入20g红花,开始计时4、40min后取出烧杯,抽滤收集滤液,向滤渣中加700ml配好溶液继续提取,抽滤收集滤液,再向滤渣中加600ml配好溶液继续提取,合并三次滤液备用2.5.2 等水平均匀设计 实验步骤： 预处理：1、取粉碎的红花粉2g,备用 2 取10g纤维素酶粉末充分溶于200ml水中,抽滤得酶液,备用 3、取10g果胶酶粉末充分溶于200ml水中,抽滤得酶液,备用 色素提取：色素提取采用等水平均匀设计,设计表如表1所示表1 U8*〔85〕等水平设计表表1 色素提取等水平均匀设计序号水量〔ml〕纤维素酶〔ml〕果胶酶〔ml〕蛋白酶〔ml〕PH温度〔ml〕11<50>2<1.2>3<1.0>5<0.5>7<7.0>10<65>22<100>4<1.6>6<1.6>10<1.0>3<5.0>9<60>33<150>6<2.0>9<2.2>4<0.4>10<8.5>8<55>44<200>8<2.4>1<0.6>9<0.9>6<6.5>7<50>55<250>10<2.8>4<1.2>3<0.3>2<4.5>6<45>66<300>1<1.0>7<1.88<0.8>9<8.0>5<40>77<350>3<1.4>10<2.4>2<0.2>5<6.0>4<35>88<400>5<1.8>2<0.8>7<0.7>1<4.0>3<30>99<450>7<2.2>5<1.4>1<0.1>8<7.5>2<25>1010<500>9<2.6>8<2.0>6<0.6>4<5.5>1<20>2.6 测试UV1801紫外-可见分光光度计操作一、打开仪器主机右侧电源开关稍等约十几秒钟,在仪器的屏幕上出现一个提示"请按键",说明仪器可以进行自检或连接计算机自检。
二、仪器操作仪器所有操作联接计算机时：打开计算机桌面上的,会出现下面的界面点击界面上的"设置",选择端口、输入仪器后边编号〔序列号〕进行计算机和仪器的测试联接〔一般仪器会自动选择连接端口,如不能连接,可检查端口连接线的联接状况、人为选择端口或重新启动计算机进行连接〕确定后,在计算机屏幕右下方会出现一个信息窗口〔如下图〕,会显示仪器编号〔序列号〕,说明计算机和仪器联接已经建立点击计算机屏幕左下方"初始化"按钮,仪器将进行反控自检等五项容全部显示"OK"后可选择对应的测试项目,利用仪器进行相关测试注：如果初始化失败,请关闭软件与仪器,看仪器光路是否有挡光块,再重新启动仪器,在氘灯点亮后再打开软件重新连接紫外-可见吸收光谱仪测试样品的可见吸收光谱图时用到光谱扫描,操作步骤如下：1、 单击工具栏菜单上的,便进入光谱扫描测量方式2、进行参数设置单击工。