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1、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
2、、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1.1天然染料的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
3、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
4、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。1.2天然染料的定义和分类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(C.I.) 中, 天然染料是按化学结构和应用分类的。1.2.1 按来源分类 天然染料根据来源可分
5、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。1.2.2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
6、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
7、儿茶的木材中提取的，这种树主要生长在印度等地4。1.2.3按化学结构分类( 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) - 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。 ( 5) 双酮类: 姜黄等。( 6) 查尔酮类: 红花等。( 7) 二氢吡喃类: 苏木、巴西木。( 8) 类胡萝卜素类: 藏红花、胭脂树橙等。( 9) 异喹啉类: 黄柏、黄连等。( 10) 花色素类: 凤仙花、杜若等。( 11) 叶绿素类: 山蓝叶等。( 12) 多元酚类( 鞣酸) : 五倍子、茶叶、胡桃、栗等。从目前已知的天然染料的化
8、学结构式可以看出, 大多数天然染料对纤维是非亲和性的。天然染料大多没有水溶性基团( 某些天然染料以配糖体的形式存在, 有一定的水溶性)；有很多的亲水性基团- OH, 并且大多以酚羟基的形式存在； 很多的天然染料具有络合配位结构基团, 可以借助媒染剂染着在纤维上, 实际上许多天然染料在染色时也的确需要借助媒以提高上染率和染色牢度, 同时也可以丰富天然染料染色成品的色谱范围；也有少数天然料, 如: 黄柏、黄连, 类似碱性染料, 水溶性很好, 染液能够直接吸附在纤维上, 无需媒染5。1.3天然染料的研究现状 天然染料有良好的环境相容性和药物保健功能, 引起了许多国家染料研究和应用机构的关注。日本、印
9、度等国家都在进行天然染料染色的研究。日本专门成立了“草木染” 研究所, 应用现代科学技术对天然染料进行开发。日本蚕丝昆虫农业技术研究所和蚕丝商社合作发现了具有紫色色素的微生物并将之用于染色。日本技术人员用生物技术还开发了大戟属植物染料。日本晃立公司批量开发了棕、绿、蓝只个色系的植物染料6, 用这只个色系组合再拼染其它色泽。大和染工公司推出“草衣染色” , 形染公司推出“靛蓝印花” 。日本用天然染料染色的纺织品有“西阵织” 、“京友禅” 、“大岛绸” 等多种品牌, 这一系列“草木染” 纺织品被用做衬衫和睡衣的面料, 或用于床单、被罩等家纺产品。印度研究人员在天然染料研究方面也做了大量工作, 先后
10、开发了用白杨树皮和凤仙花做的染料, 并对杏树叶染纱线、皮染尼龙和茶叶染羊毛进行了研究和开发。近年来, 我国对天然染料的开发也正在积极的探索之中, 中科院大连化学物理研究所、北京服装学院和苏州大学等单位均有研究人员在从事天然染料染色方面的研究。中国纺织科学研究院已制得天然黄（IR-Y）和天然绿(TR-Y), 用于棉和丝绸的染色。在第19届北京针织品秋季展销会上推出的“ 铜牛牌”系列童装, 系纯天然植物染料染成的。江苏三毛集团开发了用植物染料制成的高支天素丽绿色环保型高档面料, 该产品已于2000年11月通过省级鉴定。这种产品既符合国内外精纺毛料高支轻薄化、功能多样化的要求, 又符合目前国际上倡导
11、的环保型天然面料的要求。除织物染色外, 我国科技工作者还积极探索天然染料在其它领域的应用。第一军医大学用天然染料配以珍贵的水貂油制成的貂油彩色炯油膏, 目前已投放市场。衡水锦华乐器制作有限公司应用天然染料对高档琴着色, 以实现古意大利琴的着色风格7。1.4板栗壳的研究现状板栗壳天然染料是从板栗壳中浸提出来的一种红棕色天然染料，可广泛用作于食品、日用化学品和药品的着色剂8，近年来，食品行业研究人员对板栗壳色素进行了一系列的研究，主要集中在色素的提取工艺及稳定性研究上，研究表明板栗壳天然色素提取工艺简单，成本低廉，是一种性质比较稳定的无毒、无污染的、具有着色和营养双重作用的天然色素，具有良好的开发
12、价值。利用板栗壳色素对织物进行染色的相关研究也略有报道。1.5天然染料的前景展望 合成染料问世以后, 天然染料就逐渐退出织物染色领域, 合成纤维出现时, 天然染料已很少在织物染色上使用, 所以天然染料的染色实践只是对棉、麻、丝、毛等天然纤维染色。近年来, 随着人们对安全健康和生存环境的关注, 天然染料重新回到人们的视野, 人们开始尝试用天然染料染合成纤维。 天然染料特适合应用于开发高附加值的绿色产品, 天然染料应用及其发展前景非常看好, 以下几个方面表现尤为突出。1.5.1保健内衣制品及儿童服饰 如今, 人体舒适和保健的绿色纺织品将成为家庭健康消费的最基本内容。大部分内衣、睡衣等贴身衣物, 以
13、及儿童服装对染整加工的环保生态要求也就更高了。天然染料大都有药物作用, 有的可抗菌消炎, 有的可活血化淤, 有的可防紫外线, 而且对人体危害小。所以用天然染料染制的纺织品将会成为保健内衣及儿童服饰的生力军。1.5.2家纺产品 随着人们生活水平的提高, 家纺产品将由经济实用型向功能型和绿色环保型转化。由天然染料染制的床单、被罩、浴巾等家纺产品必然会因符合生态环保标准和具有医疗保健功能而受到人们的青睐。1.5.3装饰用品 天然染料染制的装饰用品在欧美地区尤其受到欢迎和喜爱。例如将天然染料染色与我国传统的扎染、蜡染艺术相结合, 则会大大提高产品的档次。这些染色的面料也同样大受欢迎。这些天然染料染色的
14、扎染等产品在进入日本等国家时都成为免检产品1.5.4高档真丝, 毛织物 天然染料对丝、毛有很高的亲和力, 大部分植物染料都可以在温和的条件下被丝纤维吸收, 有些染料可以对真丝直接染色。发色效果好, 颜色鲜艳丰富。可以满足丝、毛高档面料的高支轻薄化、功能多样化的要求, 又符合目前国际上倡导的环保型天然面料的要求。1.5.5新型纺织品 许多天然染料因其特殊的成分和结构应用于新型功能性纺织品的开发。例如大黄防紫外线织物, 大豆蛋白纤维织物等的染色。染色牢度好, 色泽鲜艳稳定。使织物功能性更强。1.5.6食品 合成色素对环境的严重污染和食品污染给人类的健康带来不容忽视的危害,一部分合成色素已被证实对人
15、类健康有明显的影响而被禁用。食用色素的短缺促使人们又将视线转移到天然产物中，从大自然中提取各种各样可供食用的天然色素用于食品、饮料中作色素添加剂。天然色素不仅富有色泽，而且安全，无毒害，有的天然色素还有一定的生理作用，具有防病治病的效果。1.5.7日用品 天然染料还可以用做唇膏的色泽增强剂、美肤美发染料。替代含重金属等有害物质的添加剂。因某些染料的护肤作用还有望开发出效果更出众的产品。不但安全环保, 而且有自然芳香。同样也可以应用于造纸的行业。另外人们也发现在细菌、真菌、霉菌等微生物产生的色素也可作为天然染料的来源, 这会使天然染料的来源、颜色种类、适用领域等方面得到极大的丰富9。第2章天然染
16、料染色机理2.1天然染料的上染机理上染是染料舍弃染液（或介质）而向纤维转移，并使纤维染透的过程。染料上染纤维的过程大致可分为三个阶段：染料的吸附染液的扩散染液的固着。染料从染液向纤维表面扩散，并上染纤维表面的过程称为吸附，吸附是一个可逆过程，在上染过程中吸附和解吸同时进行，如此反复有利于染色的均匀。染料能对纤维发生吸附主要是由于纤维大分子的无定形区有许多孔隙，在被水浸润时纤维膨胀，孔隙直径增加，溶液中的染料分子由于分子间引力、离子间静电引力，化学键被纤维吸附。吸附在纤维表面的染料向纤维内部转移的过程称为扩散。染料被纤维吸附后，染料在纤维表面的浓度高于在纤维内部的浓度，使染料向纤维内部扩散。染液
17、在纤维上的固着是上染的最后阶段，对色牢度的影响较大。染料与纤维主要通过范德华力、氢键、离子键和共价键结合。 天然染料的上染机理因染料和所染纤维类型而异, 由于天然染料品种繁多, 结构复杂, 目前对各类纤维的染色热力学和动力学方面的研究还很不充分。 印度的Dr.Deepti Gupta研究了5种天然染料对合成纤维的上染机理, 研究结果表明, 萘醌类天然染料染锦纶、涤纶织物的吸附等温线属于Langmuir型, 而小檗碱类染料与腈纶织物之间可形成离子键。其标准亲和力相当高, 70 和90 时分别为33.9 kJ/mol和43.3 kJ/mol, 其牢度性能与碱性染料类似, 水洗牢度良好, 但耐光牢度
18、只有1级。这5种染料与合成纤维的染色焓均是正值, 说明染色是吸热过程。随着染色温度的升高, 染料上染率会继续增加10。李清蓉等人研究了天然染料茜素的染色热力学, 并对茜素上染丝绸、羊毛、涤纶和锦纶等4种纤维织物进行了染色的吸附平衡试验, 结果表明: 这4种纤维对茜素的吸附属于Nernst吸附, 符合分配机理, 具有分散染料的特性11。李辉芹等人认为利用紫草、胡桃等萘醌型天然染料对聚酯纤维进行染色时, 其吸附机理非常符合分散染料染聚酯时的Nernst吸附； 而用胭脂素染色时, 因其色素为线型离子型分子, 则不止出现一种机理,Langmuir机理占优势； 对小檗碱上染丙烯纤维的热力学研究结果表明,
19、 其染色机理符合Langmuir吸附等温线, 这表明带正电荷的染料可以和带负电荷的纤维形成离子键, 使染料吸附在纤维上12。2.2天然染料的染色方法通常大部分天然染料对织物的染色方法可分为直接法和媒染法两种。直接法简单易行，最重要的是减少了金属离子的使用，特别是一些有害金属离子的使用。但是直接染色法的染色牢度不够好,色浓度也偏低。媒染法可根据加入媒染剂顺序的不同,分为先媒后染法、先染后媒法和同浴媒染法。在一般情况下，采用先媒后染法，染物的上染率较高，但匀染性较差；采用先染后媒法，染物颜色相对较均匀，但也易造成染色后色纯度偏浅。总体来说，天然染料的上染率普遍偏低，这和天然染料本身的大分子结构有关
20、。而天然染料对于蛋白质纤维，如真丝织物、毛织物却能较充分上染，表现出良好的直接性。对蛋白质纤维和纤维素纤维而言，染色方法主要有无媒染色法、先染后媒法以及先媒后染法。对合成纤维而言，主要分为常压染色和高温高压染色。最佳染色工艺应根据染料性质而定4。一般染色过程由染液制备、染色和媒染等组成。特别需要指出的是：同种天然染料，当使用不同的媒染剂染色时，往往会使被染纤维呈现不同的色相10。第3章板栗壳天然染料的染色工艺优化本章主要研究染料对丝织物染色的性能，为考虑多方面因素对丝织物染色的影响，所以采用了直接染色、媒染染色方法。综合这两种方法最后得出板栗壳染料对丝织物染色的最佳工艺。3.1板栗壳天然染料的
21、提取3.1.1 天然染料提取方法 天然染料中大部分是植物染料，其色素分别存在于花、果、皮、茎、叶和根中，如何提取色素是天然染料应用时首先要解决的问题。常用的天然产物提取分离方法是传统的化学分离法, 至今仍在使用的方法, 主要是根据有效成分在不同溶剂中溶解性不同的原理而设计的, 还有结晶等方法可以考虑。这类方法不需特殊设备, 简便易行。大部分植物色素是可溶于水的，故对植物染料一般直接用水萃取。将植物的含色素部分粉碎后，在水中浸泡一定时间，再加热煮沸2030 分钟，所得的溶液即为染液。但这样制得的染液染料粒度大，影响染色牢度。 为提高色素萃取的效能，有研究人员用乙醇代替水为溶剂。将植物染料粉碎后，
22、放人密闭容器中，倒入95%的乙醇，浸渍24小时后，将溶液倒出，再用同样的乙醇浸渍6小时，重复两次。最后将所有的溶液混合后，进行过滤，即可作为染液。这种方法尤其适用于那些难溶于水的染料。目前有研究表明用超声波法对染液进行处理，可改善染色效果。其原理是:利用超声波分散作用时的空化现象，使液体中的微气泡周围产生上千个大气压的压力，使染料解聚，从而获得微粒径的染料，改善染色效果7。3.1.2板栗壳天然染料的提取3.1.2.1实验材料及仪器 表3-1实验材料及仪器 名称 规格 生产厂家 板栗壳 无水乙醇 分析纯 天津化学试剂一厂 电子天平 X600B1深圳金恒通衡器制造有限公司 恒温水浴锅SW-12型A
23、 无锡纺织仪器厂 烧杯 250ml3.1.2.1提取方法将板栗壳洗净、晾干, 机械粉碎, 然后以固液比1：50加入到浓度为25%乙醇溶液中，在恒温水浴锅中80 保温120 min、经过滤回收乙醇浓缩至1/2体积。设此时染液浓度为X13。3.2直接法染色3.2.1染色工艺（一） 仪器、药品和材料 烧杯、量筒、刻度洗液管、温度计、恒温水浴锅、电炉、电子天平、角匙、玻璃棒、pH试纸、SF300 型思维士电脑测色仪。冰醋酸、醋酸钠。坯绸（二） 试验方法按浴比150配好丝织物所需一定浓度的染液，倒入烧杯，将称取好标量的丝织物放入烧杯中，将烧杯放入恒温水浴锅中进行加热，升到一定温度时恒温保持一定的时间后，
24、将织物取出，冷水洗后烘干。3.2.2正交试验设置影响丝织物染色的主要因素有温度、时间、pH值和染液浓度，在实际染色中要考虑四个因素对丝织物直接染色的影响，从而得出丝织物直接染色的最佳工艺条件。表3-2为直接染色正交试验方案。表3-2直接染色正交试验水平温度/（A）时间/min(B)pH值(C)浓度/X(D)1603030.62754550.83906071表3-3直接染色正交试验方案试验号温度/（A）时间/min(B)pH值(C)浓度/X(D)1111121222313334213252221623137312383212933313.2.3直接法染色工艺的确定通过实验得到了直接染色正交试验结
25、果见表3-4、3-5、3-6.分别以KS值，DE值和Integ值为标准。表3-4正交试验设计KS值标准实验号ABCDKS值111110.693212220.975313330.759421320.577522210.573续表3-4正交试验设计KS值标准实验号ABCDKS值623130.667731230.773832120.772933310.906水平10.8090000.6810000.7106660.724000水平20.6056660.7733330.7736660.774666水平30.8170000.7773330.7473330.733000极差0.2113340.096333
26、0.0630000.050666最好条件A3B3C2D2最大影响因素ABCD表3-5正交试验设计DE值标准实验号ABCDDE值1111112.8042122214.0513133312.5944213210.5705222110.5826231312.9377312314.1828321212.8819333113.767水平113.14966612.51866612.87400012.384333水平211.36300012.50466612.93833312.500666水平313.61000013.09933312.31033313.237666极差2.2470000.5946670.6
27、280000.853333最好条件A3B3C2D3最大影响因素ADCB表3-6正交试验设计Integ值实验号ABCDInteg值111110.970212221.077313331.206421320.840522210.860623130.845731231.151832121.117933311水平11.0843330.9870000.9773330.943333水平20.8483331.0180001.0293331.011333水平31.0893331.0170001.0153331.067333极差0.2410000.0310000.0520000.124000最好条件A3B2C2D
28、3最大影响因素ADCB结果分析：K/S 值为在有色物体的反射或投射光谱的最大吸收波长处计算KubelkaMunk 函数的值；Integ 值为在可见光范围内(400700 nm) 求取有色物体的三刺激值之和。因板栗壳染料为天然植物染料, 是混合染料, 也可以采用Integ值作为衡量指标14。表3-4、3-5、3-6的极差分析近似一致，由于色差DE与Integ值数据分析均是ADCB，所以直接染色时，温度对织物的颜色特征值的影响最大，随着温度的提高，所染织物颜色加深，其原因可能是随着温度的升高,染料分子的动能增加,其吸附扩散速率增大,提高了上染深度13；染液浓度对实验结果也有一定的影响，但影响效果没
29、有温度影响显著；时间和pH值对实验的影响较小。 根据实验结果可以确定丝织物直接染色的最佳工艺条件是温度90，pH值为5，染液浓度为X时，虽然最佳时间不一致，但由于时间不是主要影响因素所以选择K/S值数据分析所得到的最佳时间60min，此时，丝织物的直接染色效果是最好的。3.3媒染法染色3.3.1媒染剂的选择3.3.1.1天然染料常用媒染剂及新进展 一般来讲, 传统的天然染料在染色过程中有效成分复杂, 含量较少, 且利用率较低, 染色后在织物上亲和力较低, 耐晒、耐洗、耐摩擦等能力较差, 单独使用染色效果不大好。因此常加入媒染剂进行处理。一般的天然染料染色需要借助媒染剂的作用来固着色素。目前常用
30、的媒染剂主要有明矾、醋酸铁、消石灰、氯化亚锡、锡酸钠、硫酸铜、重铬酸钾、氯化铬等化学试剂。天然色素的分子中含有-OH、- COOH、C=O等能够与多价金属离子形成内轨( 外轨) 型络合物, 还可以与纤维中的-OH、-NH2、C=O等形成络合物。通过金属离子把染料分子同纤维联系在一起, 一方面增加了染料的上染率, 另一方面也改善了染料的染色牢度5。今天纺织品中的重金属离子已受到限制, 有必要开发新型的媒染剂取代传统的重金属离子。我国的研究人员用稀土一柠檬酸络合物作为天然染料的媒染剂对苎麻纤维进行了染色试验,试验结果证明用稀土一柠檬酸做媒染剂,染色深度和染色牢度均有提高,染色后的织物对p H 值有
31、较高的色光稳定性2。壳聚糖是甲壳素经过浓碱处理脱乙酰基后的产物，是自然界中仅次于纤维素的多糖之一，其结构与纤维素的结构相似，由活泼的氨基取代了2 位上的羟基，具有良好的生物降解性，生物相容性和无毒性，是一种绿色的生态材料，在纺织工业中具有较高的应用价值，带正电荷的壳聚糖可以提高阴离子染料的上染率和固色率。此外，壳聚糖本身具有优良的吸湿透气性、反应活性、吸附性、粘合性等，在染整的多个工序中也均可应用。壳聚糖用于染前处理，可以提高织物的吸色性能，使染色增深，从而节约染料16。3.3.1.2媒染剂的确定由于重铬酸钾是有剧毒的媒染剂，其对人体有很大的副作用，违背了研究天然染料的本意，所以我们不将其纳入
32、对比试验中。我们选择几种常用环保的金属媒染剂及新型媒染剂-壳聚糖进行比较选择。 （一）实验材料及仪器表3-7实验材料及仪器名称规格生产厂家板栗壳染液丝织物无水乙醇分析纯天津化学试剂一厂壳聚糖分析纯硫酸亚铁分析纯西安化学试剂厂硫酸铜分析纯西安化学试剂厂硫酸铝钾分析纯西安化学试剂厂冰醋酸分析纯北京益利精细化学品有限公司恒温水浴锅SW-12型A无锡纺织仪器厂电子天平X600B1深圳金恒通衡器制造有限公司烧杯150ml电脑测色仪 SF300 型（二）染色工艺 直接染色工艺：将润湿的丝织物按150投入到浓度为X%的染浴中，升温至90保温1h，将织物取出用冷水洗后烘干。媒染染色工艺：染色方法为后媒法。将润
33、湿后的织物按150投入浓度为X%的染浴中,由室温升温至90保温1h ，将织物取出用冷水洗后烘干后，按150加入媒染剂浓度为1%的溶液中,在60染色30 min ,取出进行后处理。 壳聚糖整理染色工艺：用l的醋酸溶液溶解壳聚糖，制备质量分数为0.5g/L的壳聚糖溶液。对织物首先进行壳聚糖整理：浸渍壳聚糖溶液-二浸二轧(轧余率80)-烘干15，然后将润湿的丝织物按150投入到浓度为X%的染浴中，升温至90保温1h，将织物取出用冷水洗后烘干。3.3.1.3实验结果及讨论表3-8确定媒染剂的实验结果媒染剂DE值K/S值色泽硫酸铝钾22.7141.951棕黄色硫酸亚铁35.9833.424黑棕色硫酸铜2
34、7.4022.523棕色壳聚糖23.1641.826棕黄色从表中可以看出，用媒染法所染的织物K/S值和色差DE值明显比直接染色的要高，说明媒染剂在其中所起的作用比较明显。针对不同的媒染剂所得的K/S值和色差DE值也有所不同，同时我们也可以发现用硫酸铜和硫酸亚铁做媒染剂时，所得的K/S值和色差DE值比较高，而明矾和壳聚糖则相对而言比较差，故不宜采用硫酸铝钾和壳聚糖，鉴于铁离子比铜离子更为环保性，综合所得，用硫酸亚铁做媒染剂比较适宜。在试验过程中发现同浴媒染染色时发生络合反应对染液性能产生不良影响，所以选择预媒染染色和后媒染染色这两种方法。3.3.2预媒染色3.3.2.1染色工艺（一）仪器、药品和
35、材料 烧杯、量筒、刻度洗液管、温度计、恒温水浴锅、电炉、电子天平、角匙、玻璃棒、pH试纸、SF300 型思维士电脑测色仪。冰醋酸、醋酸钠，硫酸亚铁。坯绸（二） 试验方法 将称取好标量的丝织物放入烧杯中按150加入媒染剂浓度为1%的溶液中,在60染色30 min ,取出冷水洗后烘干。按浴比150配好丝织物所需一定浓度的染液，倒入烧杯，将处理好的丝织物放入烧杯中，将烧杯放入恒温水浴锅中进行加热，由室温升到一定温度恒温保持一定的时间后，将织物取出，冷水洗后烘干。3. .3.2.2正交试验设置 影响丝织物染色的主要因素有温度、时间、pH值和染液浓度，在实际染色中要考虑四个因素对丝织物直接染色的影响，从
36、而得出丝织物预媒染色的最佳工艺条件。表3-9预媒染色正交试验水平温度/（A）时间/min(B)pH值(C)浓度/X(D)1603030.62754550.83906071表3-10预媒染色正交试验方案试验号温度/（A）时间/min(B)pH值(C)浓度/X(D)1111121222313334213252221623137312383212933313.3.2.3预媒法染色工艺的确定预媒染色实验结果见表3-11、3-12、3-13表3-11正交试验设计KS值标准实验号ABCDK/S值111111.679212222.123313332.733421322.11522212.352623132.
37、556731232.602832122.574933312.035水平12.1783332.1303332.2696662.022000水平22.3393332.3496662.3590002.269000水平32.4036662.4413332.2926662.630333极差0.2253330.3110000.0893340.608333最好条件A3B3C2D3最大影响因素DBAC表3-12正交试验设计DE值实验号ABCDDE值1111121.9862122226.6083133328.9524213227.8345222126.9286231331.2647312330.05983212
38、29.914续表3-12正交试验设计DE值实验号ABCDDE值9333126.179水平125.84866626.62633327.72133325.031000水平228.67533327.81666627.86500028.118666水平328.71733328.79833327.65500030.091666极差2.8686672.1720000.2100005.060666最好条件A3B3C2D3最大影响因素DABC表3-13正交试验设计Integ值实验号ABCDInteg值111112.635212223.672313334.723421323.749522214.54562313
39、4.899731234.823832124.609933313.559水平13.6766663.7356664.0476663.579666水平24.3976664.2753334.3466664.010000水平34.3303334.3936664.0103334.815000极差0.7210000.6570060.3363271.235334最好条件A2B3C2D3最大影响因素DABC 结果分析：表3-11、3-12、3-13的极差分析近似一致，由于表3-12、3-13数据分析均是DABC，且表3-11中A因素和B因素的极差相差不大，所以预媒染色时，染液浓度对织物的颜色特征值的影响最大，随
40、着浓度的提高，所染织物颜色加深，原因是染液染料浓度越大,平衡吸附量就越大,纤维上染深度也愈高,织物的表面得色就越深13;染色温度和时间对实验结果也有一定的影响，但影响效果没有染液浓度影响显著；pH值对实验的影响较小。根据实验结果可以确定丝织物直接染色的最佳工艺条件是时间60min，pH值为5，染液浓度为X时，虽然最佳温度不一致但由于温度不是主要影响因素所以选择K/S值数据分析所得到的最佳温度90，此时，丝织物的预媒染色效果是最好的。3.3.3后媒染色3.3.3.1染色工艺（一）仪器、药品和材料 烧杯、量筒、刻度洗液管、温度计、恒温水浴锅、电炉、电子天平、角匙、玻璃棒、pH试纸、SF300 型思
41、维士电脑测色仪。冰醋酸、醋酸钠，硫酸亚铁。坯绸（三） 试验方法按浴比150配好丝织物所需一定浓度的染液，倒入烧杯，将称取标重的丝织物放入烧杯中，将烧杯放入恒温水浴锅中进行加热，由室温升到一定温度恒温保持一定的时间后，将织物取出，冷水洗后烘干。将染好色的丝织物放入烧杯中按150加入媒染剂浓度为1%的溶液中,在60染色30 min ,取出冷水洗后烘干。3.3.3.2正交试验设置影响丝织物染色的主要因素有温度、时间、pH值和染液浓度，在实际染色中要考虑四个因素对丝织物直接染色的影响，从而得出丝织物预媒染色的最佳工艺条件。表3-14后媒染色正交试验水平温度/（A）时间/min(B)pH值(C)浓度/X(D)1603030.62754550.83906071表3-15后媒染色正交试验方案试验号温度/（A）时间/min(B)pH值(C)浓度/X(D)1111121222313334213252221623137312383212933313.3.3.3后媒法染色工艺的确定后媒染色实验结果见表3-16、3-17、3-18。表3-16正交试验设计KS值标准实验号ABCDKS值111112.246212222.2363
