木犀草素对真丝织物的染色工艺探究

沈晨康，程荣煌，张莹莹，林 玲，余志成，b

(浙江理工大学，a.材料与纺织学院；b.先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，杭州　310018)



木犀草素对真丝织物的染色工艺探究

沈晨康a，程荣煌a，张莹莹a，林 玲a，余志成a，b

(浙江理工大学，a.材料与纺织学院；b.先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室，杭州310018)

摘要：为拓展木犀草素的应用领域，将木犀草素应用于真丝织物染色研究,文章分别以硫酸亚铁和明矾为媒染剂，研究了木犀草素在真丝织物上的媒染性能，其中探讨了媒染方式、pH和温度对媒染性能的影响，并测试其色光、皂洗牢度和耐摩擦牢度。结果表明，当木犀草素用量为6%(owf)时，硫酸亚铁较佳的媒染工艺为：媒染剂用量6%(owf)、预媒染、pH8.0，温度60℃；明矾较佳的媒染工艺为：媒染剂用量6%(owf)、预媒染、pH5.0，温度90℃；染色60min真丝织物分别被染成深绿色和亮黄色，明矾媒染织物的耐洗色牢度和耐摩擦色牢度均在3级以上，硫酸亚铁媒染后的耐洗色牢度和耐摩擦色牢度可达4级以上。

关键词：媒染；木犀草素；真丝织物；色牢度

0　引　言

木犀草为一年生草本植物，其有效成分为木犀草素，是一种黄酮类结构物质，化学结构式如图1所示，其水溶液为黄色，在可见光范围内的最大吸收波长为392nm。现代医学研究表明，木犀草素具有多种药理活性，如抗菌、镇咳、抗氧化，临床上也有用于治疗动脉硬化症、糖尿病、肝炎等[1-2]。目前，其应用领域主要在医学方面，在纺织品染色方面的研究很少。

图1　木犀草素的化学结构式

木犀草素的化学结构式中含有多个酚羟基，可以与金属离子发生络合[3]，络合后的木犀草素在紫外可见光区最大吸收波长发生变化，导致其颜色发生改变。木犀草素-亚铁的络合物呈深绿色，木犀草素-明矾的络合物呈亮黄色，因此木犀草素作为媒染染料对纺织品进行染色具有一定的可能性[4]。

本实验分别采用硫酸亚铁和明矾两种媒染剂对真丝织物进行媒染研究，分别研究了媒染方式、pH值及温度对染色效果的影响。

1　实　验

1.1材料和仪器

真丝织物(02真丝双绉,经线是22.2/24.2dtex 2根并合无捻的桑蚕丝，纬线是22.2/24.2dtex 4根并合加S向强捻和Z向强捻的桑蚕丝)，木犀草素染液(自制)；七水合硫酸亚铁(分析纯，上海新宝精细化工厂)，十二水合硫酸铝钾(分析纯，上海新宝精细化工厂)，无水碳酸钠(分析纯，杭州高晶精细化工有限公司，冰醋酸(分析纯，杭州高晶精细化工有限公司)，标准皂片(上海制造厂)。

SF600-Plus计算机测色配色仪(美国Data Colour公司)，CM-5 ATLAS织物摩擦色牢度测试仪(Devicing Co.Ltd)，DHG-9410A电热恒温鼓风干燥器(上海棱光技术有限公司)，SHA-B数显恒温振荡器(常州国华电器有限公司)，pHS-2C型数显酸度计(杭州雷磁仪器厂)，MP502B电子天平(上海精科天平)。

1.2试验方法

1.2.1媒染方法对染色效果的影响

预媒染染色：准确称取1g的真丝织物2块分别在媒染剂用量为6%(owf)的明矾和硫酸亚铁溶液中处理30min，浴比1∶50，温度60℃，水洗拧干；将处理过的真丝织物在6%(owf)的木犀草素溶液中染色1h，pH8.0，温度为90℃，浴比1∶50，处理完毕，60℃水洗，烘干。

同浴媒染染色：准确称取1g的真丝织物2块分别在媒染剂用量为6%(owf)的明矾和硫酸亚铁以及木犀草素用量6%(owf)的溶液中处理1h，pH8.0，温度为90℃，浴比1∶50，60℃水洗，烘干。

后媒染：准确称取1g的真丝织物2块在6%(owf)的木犀草素溶液中染色1h，pH8.0，温度为90℃，浴比1∶50，水洗拧干。再将染色后的织物分别在媒染剂用量为6%(owf)媒染剂明矾和硫酸亚铁的溶液中处理30min，浴比1∶50，温度60℃，60℃水洗，烘干。

1.2.2pH对染色效果的影响

预媒工艺：媒染剂(明矾、硫酸亚铁)6%(owf)，温度60℃，浴比1∶50，媒染时间30min；

染色工艺：染料用量6%(owf)，分别用冰醋酸/碳酸钠缓冲溶液调节pH分别为3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0，温度60℃，时间60min，浴比1∶50。

1.2.3温度对染色效果的影响

预媒工艺：媒染剂(明矾、硫酸亚铁)6%(owf)，温度60℃，浴比1∶50，媒染时间30min；

染色工艺：染料用量6%(owf)，pH8.0，温度40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃，时间60min、浴比1∶50。

1.3测试方法

1.3.1木犀草素染液的可见光吸收光谱曲线的测试：将木犀草素稀释合适的倍数，在分光光度计下测定其吸收光谱曲线。

1.3.2颜色值和表观色深值：在Datacolor电脑测色配色仪上测定各染色织物的K/S值及a，b，c，h。采用D65光源，10°视场，每块试样折叠4层，测试8次，取平均值。

1.3.3耐皂洗色牢度测试：按GB/T 3921—2008《纺织品 色牢度试验 耐皂洗色牢度》标准进行测试，用灰色样卡评定试样的变色牢度和贴衬织物的沾色牢度。

1.3.4耐摩擦色牢度测试：按GB/T 3920—2008《纺织品 色牢度试验 耐摩擦色牢度》标准测试织物的干摩擦牢度和湿摩擦牢度。

2　结果和讨论

2.1木犀草素溶液的紫外可见光吸收光谱

木犀草素溶液的可见光吸收光谱如图2所示，从图2中可以看出其在可见光范围内存在一个吸收峰，吸收波长在392nm处，溶液呈黄色。

图2　木犀草素可见光吸收光谱

2.2染色方法

分别以明矾和硫酸亚铁为媒染剂，采用预媒染、同浴媒染和后媒染3种媒染方式进行木犀草素对真丝织物的媒染染色，结果表1所示。

表1木犀草素染真丝织物的媒染方式对染色性能影响

媒染方式K/S值abch明矾预媒染20.208.4987.1587.5684.83同浴媒染13.49-1.1981.8681.9090.84后媒染16.151.6780.4780.4888.81硫酸亚铁预媒染22.820.367.117.1287.11同浴媒染11.94-0.6916.2016.2292.45后媒染18.490.1511.9111.9189.27

注：媒染工艺：媒染剂(明矾或硫酸亚铁)6%(owf)，温度60℃，浴比1∶50，时间30min；染色工艺：木犀草素6%(owf)，pH8.0，温度90℃，浴比1∶50，时间60min。

由表1可以看出，比较各染色织物的K/S值可知，2种媒染剂均是预媒染的效果最佳，后媒染次之，同浴媒染效果最差，可能是因为预媒染可以在染色前使真丝纤维上络合更多的金属离子，进而提高了木犀草素的上染率，K/S增大；比较其色光值，采用硫酸亚铁做媒染剂时，预媒染和后媒染的真丝织物都是偏红光和黄光，同浴媒染后的真丝织物是偏绿光和黄光，3种媒染方式的色彩饱和度都不高，相角都在90°左右；采用明矾做媒染剂时，预媒染和后媒染的真丝织物偏红光和黄光，而同浴媒染后的织物是偏绿光和黄光，3种媒染方式下色彩饱和度比较高，相角也都在90°左右。两种媒染剂比较，在偏黄光的程度上，明矾媒染剂媒染后的织物远大于采用硫酸亚铁做媒染剂媒染后的织物。

2.3染色工艺参数优化

2.3.1pH值对真丝织物染色K/S值的影响

图3是明矾或硫酸亚铁预媒染处理后的真丝织物在不同pH条件下染色的K/S值。从图3可以看出：明矾做媒染剂进行预媒染色时，pH为5.0时K/S最大，pH<5时，K/S随pH的增大而增大，可能原因是铝离子与木犀草素的络合能力随pH的升高而增大，得色深度提高；pH>5.0以后，K/S逐渐下降，主要原因是在pH高于5.0后，蚕丝纤维带负电荷，木犀草素易电离带负电荷，纤维与染料之间存在斥力，所以在pH>5时木犀草素对真丝的吸尽率降低，进而织物的得色深度降低，故明矾预媒染染色的较佳pH为5[5-6]。

图3　明矾/硫酸亚铁预媒染后不同pH条件下染色的K/S注：预媒染工艺：媒染剂用量6%(owf)，温度60℃，浴比1∶50，30min；染色工艺：木犀草素用量6%(owf)，温度60℃，浴比1∶50，60min。

硫酸亚铁做媒染剂时，开始K/S随pH的增大而增大，但当pH>5.0以后，K/S增大不明显，当pH为7.0～8.0时达到最大值。原因是亚铁离子和木犀草素的络合能力随pH的增大而增大，有利于染料上染到真丝织物上，K/S增大；当pH高于5.0以后，亚铁离子和木犀草素分子的络合能力提高不多，由于高于真丝的等电点，纤维带负电荷，木犀草素的电离导致染料的上染率提高很少，K/S增大不明显，故硫酸亚铁预媒染染色的较佳pH为8[6-8]。

2.3.2温度对真丝织物染色K/S值的影响

由图4可以看出，当以明矾做媒染剂时，K/S随温度的升高不断增大，在90℃时达到最大，这可能是由于随着温度的升高，纤维膨胀地更加厉害，使得纤维之间的空隙不断增大，因此染料分子更加容易扩散到纤维的内部，使得染色深度的提高。因此，明矾预媒染染色时的最佳温度为90℃[9]。

当硫酸亚铁做媒染剂时，温度<60℃情况下，真丝织物的K/S随温度的升高而增大，在60℃时达到最大，温度>60℃以后，K/S随温度的升高而下降，这是因为当温度<60℃时，随着温度的提升，纤维开始膨胀，纤维间的空隙增大，使得染料易于扩散入纤维的内部；但是当温度>60℃以后，由于硫酸亚铁与木犀草素络合能力较差，水溶性较强，温度过高使部分硫酸亚铁-木犀草素络合物从真丝织物脱落到溶液中，使得织物K/S明显降低。因此，硫酸亚铁预媒染染色的较佳温度为60℃[6-7]。

图4　明矾/硫酸亚铁预媒染后不同温度条件下染色的K/S注：预媒染工艺：媒染剂用量6%(owf)，温度60℃，浴比1∶50，30min；染色工艺：木犀草素用量6%(owf)，pH8.0，浴比1∶50，60min。

2.4染色织物的色牢度

木犀草素染色真丝织物的各项色牢度如表2所示，明矾预媒处理后的真丝织物在较佳染色条件下(pH5.0，温度90℃，染色60min)所染织物的耐洗牢度和耐摩擦牢度均在3～4级以上；硫酸亚铁预媒处理后的真丝织物在较佳染色条件下(pH8.0，温度60℃，染色60min)所染织物的耐洗牢度和耐摩擦牢度均在4级以上[5,7-8]。

表2木犀草素媒染真丝织物的各项色牢度

媒染剂耐洗牢度/级原布变色棉沾色丝沾色耐摩擦牢度/级干摩擦湿摩擦明矾3～43～453～43～4硫酸亚铁2～344～54～54～5

3　结　论

a)木犀草素对真丝织物的最佳媒染方式是预媒染染色，且在不同媒染剂作用下，木犀草素上染真丝织物可以得到不同的颜色，真丝织物在硫酸亚铁和明矾处理后分别呈深绿色和亮黄色。

b)明矾作媒染剂时，最佳染色工艺是预媒染染色，pH值为5.0，温度90℃；硫酸亚铁做媒染剂的最佳染色工艺是预媒染染色，pH值为8.0，温度60℃。

c)木犀草素预媒染染色的真丝织物，其耐摩擦牢度很好，一般在3级以上，甚至是4～5级，并且木犀草素有很好的医用价值，所以具有良好的应用前景。

参考文献：

[1] 胡春萍,蔡雪婷,胡婷婷，等.木犀草素诱导非小细胞肺癌细胞株A549凋亡和G2周期阻滞[J].中国中药杂志，2012,37(9):1259-1264.

[2] 王丽娟,王静.木犀草素抑制mircoRNA-21的表达诱导乳腺癌细胞凋亡[J].重庆医学.2013,42(12):1374-1376.

[3] 张弛,崔永珠.国内外天然植物染料的应用及发展现状[J].针织工业,2009(1):75-78.

[4] GUPTA S.Natural dyes:a real alternative[J].International Dyer.2002(3):20-23

[5] 杨诚,唐人成.茶多酚对羊毛媒染性能的影响[J].毛纺科技.2010,38(3):12-16.

[6] 唐慧,唐人成.茶多酚在棉织物上的媒染性能[J].印染,2011(9):10-13.

[7] 杨诚,唐人成.蚕丝的茶多酚媒染性能[J].印染.2010,36(8):11-15.

[8] CRISTEA D, VILAREM G. Improving light fastness of natural dyes on cotton yarn[J]. Dyes & Pigments, 2006, 70(3):238-245.

[9] 张林龙,王华印,李萍,等.桑椹天然染料的稳定性及其对丝织物媒染染色[J].纺织学报,2011,32(8):76-80.

(责任编辑：陈和榜)

收稿日期：2015-07-06

基金项目：浙江理工大学校科研创新项目

作者简介：沈晨康(1993-)，男，浙江嘉兴人，本科生，轻化工程专业。 通信作者：余志成，E-mail:yuzhicheng8@yahoo.com.cn

中图分类号：TS190.644

文献标志码：A

文章编号：1009-265X(2016)03-0032-04

Research on Dyeing Technology of Luteolin for Silk Fabrics

SHENChenkanga,CHENGRonghuanga,ZHANGYingyinga,LINLinga,YUZhichenga,b

(a.College of Materials and Textiles; b. Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Ministry of Education, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

Abstract：In order to expand the application domains of luteolin, luteolin is applied in the research on silk fabric dyeing. This paper studied the mordanting performance of luteolin in silk fabrics by using ferrous sulfate and alums as mordants respectively. The influences of mordant dyeing methods, pH value and temperature on mordant dyeing were investigated. Moreover, the colored light, soaping fastness and rubbing fastness were also measured. As indicated in the results, when the luteolin dosage is 6% (owf), the good mordant dyeing with ferrous sulfate is as follows: mordant dosage: 6% (owf), pre-mordant dyeing, pH 8.0 and temperature: 60℃; the mordant dyeing with alums is as follows: mordant dosage: 6% (owf), pre-mordant dyeing, pH 5.0 and temperature: 90℃. After dyeing of 60 min, the silk fabrics become dark green and luminous yellow. The color fastnesses to washing and rubbing of alums-mordanted fabrics are above class 3; the color fastnesses to washing and rubbing of fabrics mordanted with ferrous sulfate can be above class 4.

Key words：mordant dyeing; luteolin; silk fabric; color fastness