茶色素是茶叶中的水溶性有色物质或茶叶水提取物经酶性/tb酶性氧化聚合而得的水溶性有色物质的总称。根据颜色可分为茶黄素、茶红素、茶褐素等几类,这几类色素是茶多酚类物质的系列氧化产物。茶多酚类化合物是以下式为骨干母核的一大类衍生物。
这类物质不稳定,易氧化得到红、黄、褐色的混合物。由于结构上具有苯环和羟基,笔者认为,它与聚酯纤维应有一定的亲和性,考虑到它的亲水性基团较多,选用一定的媒染剂来提高其水洗牢度,同时聚酯纤维对金属离子有一定的吸附量,可提高色素的上染量。植物染料用于天然织物的染色有很多的报道,
但用于涤纶织物染色的研究很少。本文主要研究绿茶色素对涤纶织物的染色,采用常温常压和高温高压两种染色方法,研究了染色方法与涤纶染色织物的颜色特性值的关系,并测试了染色织物的色牢度。
1 实验材料
1.1 实验织物及药品
纯涤纶织物;市售绿茶,硫酸亚铁,氯化亚锡,冰醋酸,无水碳酸钠。
1.2 染色工艺
1.2.1 制备染液
称取4、5、8、12、16和20g绿茶在冷水中洗净,放入400mL的水中浸煮20min,然后冷却过滤,过滤液待用。萃取液浓度计为10、12.5、20、30、40、50g/l。
1.2.2 媒染处理
本实验采用预媒染色法,将织物分别在浓度为2g/L的硫酸亚铁、氯化亚锡的溶液中,于60℃处理30min,取出织物,均匀挤干后进行染色。
1.2.3 染色
经媒染的织物分别采用常温常压100℃和高温高压130℃两种方法染色,浴比均为1:40,对照物(未经媒染处理)采用常温常压染色。
1.3 测试方法
染液的光密度在72型分光光度计测试;颜色特征值L*、a*、b*、k/s值在Dat e colorSF600X型电脑测配色仪上测试;皂洗牢度在SW一8型皂系牢度仪上测试。
2 结果与讨论
2.1 绿茶萃取液pH值与吸光度的关系
调节浓度为10g/L和12.5g/L萃取液的pH值,测试它们的吸光度,结果见图1。从图中可以看出,萃取液浓度高吸光度大,但在pH值< 7的范围内变化规律基本相同,pH值>7后,浓度高吸光度增加地快。这可能因为茶色素主要为多酚类物质的混合物,其电离常数Pka在7.5~ 9.5之间,在水溶液中发生电离,pH>7以上,pH 值升高,其电离程度加大,从而造成溶液颜色增深,使萃取液的吸光度增大。
2.2 染色条件与k/s值的关系
2.2.1 染液pH值对k/s 值的影响
在常温常压和高温高压两种条件下对涤纶织物染色,测试不同pH值的条件下,染色织物的k/s值,结果如图 2、3所示。由图可知,媒染剂不同, k/s 值随P H值变化的规律不同。Fe²+ 为媒染剂时,k/s 值随pH值的变化近似为拱形,高温高压染色条件下pH值为7时k/s值为最大值,常温常压染色条件下pH值为7.5时k/s值为最大值;sn²+为媒染剂时,高温高压染色条件下k/s 值随pH值的升高而下降,常压染色pH值3~5时K/S值有缓慢的上升,PH值大于5后,k/s值下降。因为茶色素在水溶液中发生电离,受温度的影响,高温高压时pH> 7,常压时pH>7.5,其电离程度加大,呈负离子性,而涤纶纤维在碱性溶液中也呈负电性,因此使色素的上染量降低,两种媒染剂染色织物的k/s值都下降,染色深度随之降低。
还可以看出,媒染剂的选择对染色深度影响很大,在同样的染色条件下,FeSO4 媒染织物的K/S值比SnCI 2媒染的高,说明Fe²+ 作媒染剂可得到更深的颜色。可能是Fe²+和sn²+作媒染剂与茶色素的络合形式不同,对色素的颜色的影响也不同。
比较图l和图2、3可以看出,染液颜色和pH的关系与织物染色深度和pH的关系并不相同,说明上染到纤维的茶色素的颜色与多酚结构、金属离子的种类及络合有关,与染液的P H无关。
2.2.2 染液浓度对织物K/S值的影响
织物染液浓度与K/S值的变化关系,结果见图4、图5。Fe²+ 和sn²+做媒染剂,都是以高温高压染色涤纶织物的K/S值大,织物的表观颜色深度高;Fe²+ 媒染时,常温常压和高温高压染色织物的K/S难随浓度变化的规律相同,K/S值随浓度的变化较平缓;而sn²+媒染,高温高压染色浓度增大织物的K/S值增大的程度大。
高温高压下染色深度增加是因为在高温条件下,纤维大分子问的瞬问空隙增多,能进入到纤维内部的茶色素的量增加,使上染到纤维的色素量增加从而使K/S值升高。
2.3 染色条件对织物的颜色特征值和染色牢度的影晌
测试不同染色条件下,所染涤纶织物的颜色特征值,结果如表1所示,从表中数据可知,媒染过的织物经过常温常压和高温高压染色后△E 值在2.5~15.8的范围内,说明与对照样相比有明显的色差,综合△ L、△ a、△ b值可以看出,颜色的深度和色光都发生了很大的变化;在常温常压染色条件下,sn²+为媒染剂,与对照样相比△ L> 0颜色偏浅,△a>0红光大,织物为红棕色,Fe²+ 媒染,相比对照样△ L<0,颜色变深,△a< 0,△ b< 0色光绿蓝重,织物为灰棕色。在高温高压染色条件下,未经媒染的织物,相比对照样颜色变深,但色光变化不大;sn²+媒染,除在茶浓度较低时,颜色变浅外,其他染色织物的颜色变深,△ a、△ b值都大于零,织物的红黄光重,随着浓度的增大,红光加重黄光减少;Fe²+媒染,△L 在-1 3~-1 5间,织物颜色增深吏大,△a<0,△b<0与对照样相比,织物蓝绿光重,色光与常温常压染色相近,但颜色增深的程度随染色浓度变化不大。在实际应用中,可以根据上述变化特点,采用不同的茶浓度、不同的媒染剂等工艺条件,从而得到一系列不同色光和深度的棕色。
表2为涤纶织物经过Fe²+和sn²+ 媒染后,在不同pH值的溶液里染色,测试其皂洗牢度测试结果,从表中可知,所有织物的皂洗牢度都在4级以上,完全满足服用纺织品的要求,而且染色过的织物还留有淡淡茶香味。
3 结论
(1)采用硫酸亚铁和氯化亚锡作为媒染剂,利用绿茶色素对涤纶织物进行染色,在一定的浓度和pH值条件下,町以得到不同色光的棕色系列。
(2)高温高压染色比常温常压染色得到的织物颜色深,采用同一媒染剂,不同的条件染色只是颜色深度不同,色光变化不大。
(3)实验条件下绿茶色素染色涤纶织物的耐洗色牢度在4级以上。
来源: 汪青,宗亚宁,任霞,楚艳艳(来源互联网)
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