壳聚糖预处理桦木单板对酸性染料染色效果的影响

于洪亮

(辽宁省森林经营研究所，辽宁 丹东 118000)

研究与设计

壳聚糖预处理桦木单板对酸性染料染色效果的影响

于洪亮

(辽宁省森林经营研究所，辽宁 丹东 118000)

以壳聚糖和桦木单板为研究对象，先用壳聚糖对桦木单板进行预处理，然后使用酸性染料作为染色剂，采用制定好的染色工艺对预处理过的桦木单板进行染色处理。对比经过壳聚糖预处理染色单板和未经过预处理染色单板的染色效果，结果发现，经过壳聚糖预处理可以有效地提高木材单板酸性染色效果，为提高木材染色的质量找到了一个有效的方法。

壳聚糖；酸性染料；预处理；染色效果

壳聚糖是甲壳素N-脱乙酰基产物，是一种可再生的天然高分子材料，近年来越来越受到人们的关注，它不溶于水，无毒无害，可作为印染增深助剂。木材经过壳聚糖处理后，阴离子染料对其表面染色性能有明显的改进，使其着色均匀，无色靛，天然纹理更加清晰，颜色彩度增加，上染率和耐光性也有一定提高。

1 试验材料及方法

1.1 试验材料

(1)木材：桦木单板，厚度1.0 mm，购自哈尔滨市。

(2)壳聚糖预处理液：壳聚糖、乙酸、蒸馏水[2]。

(3)染料与助剂：酸性大红GR、助剂A、助剂B、助剂C、助剂D[3]。

1.2 试验设备

NF333型全自动分光光度计、TU-1800PC型紫外光分光光度计、恒温水浴锅。

1.3 试件制作

按尺寸100 mm×50 mm裁制试件，用砂纸进行表面清洁。选取纹理均匀、无严重缺陷的试件进行编号，作为试验用材。

1.4 试验方法

1.4.1 壳聚糖预处理

首先，按壳聚糖2%、乙酸1%、蒸馏水97%的比例配制壳聚糖预处理液。然后，用油漆刷将配制好的壳聚糖处理液涂刷在试样单板的表面，涂刷量约为2.3 g/m2。最后将涂刷好的单板放在室内通风处风干备用。

1.4.2 单板染色处理

桦木木单板酸性染色工艺条件见表1。分别取10张未经壳聚糖预处理的桦木单板和10张经过壳聚糖预处理的桦木单板，采用已经确定的单板染色工艺分别对这两组单板进行酸性染料染色处理[4-6]，然后分别测量并记录两组染色单板的上染率和色差值。

表1 桦木木单板酸性染色工艺条件

染料浓度/%温度/℃时间/min浴比助剂浓度/%酸性染料染色0.5709010∶1Y

1.4.3 染色效果测定

(1)上染率测定。使用紫外光分光光度计分别测量染色处理前保存的50 mL染液稀释液和染色处理后保存的50 mL混合液稀释液的吸光度。然后通过其前后的吸光度变化来计算上染率，计算公式为：

(DD)∶DD(%)=(A0-A1)/A0×100%

式中：(DD)∶DD(%)为上染率；A0为染色处理前染液稀释液的吸光度；A1为染色处理后染液稀释液的吸光度[7]。

(2)色差ΔE的测定。采用的全自动分光光度计可以直接测量出染色前后单板的色差ΔE等色度学指标。测量每张单板染色前后的色差值(测三点色差，取平均值)，并计算出每组单板染色前后的色差值(每组单板色差的平均值)。

2 试验结果与讨论

壳聚糖预处理试验中两组单板染色效果见表2。从表2可以看出，经过壳聚糖处理后的桦木单板，其染色后的上染率和色差变化值均有很大幅度的提高。而且，经过壳聚糖处理的单板染色后与未经壳聚糖处理的单板相比，颜色更加均匀、无色斑、木纹更清晰。这是由于在酸性条件下，壳聚糖分子的氨基与木材组分结合后与酸性染料的磺酸基以离子键结合，形成磺酸盐，从而在木材组分和酸性染料的分子之间形成一座桥梁，提高了其染色效果。

表2 壳聚糖预处理试验中两组单板染色效果

上染率/%染色前后色差的差值ΔE未经过壳聚糖处理0.384176.704经过壳聚糖处理0.540979.557

3 结论

试验表明，壳聚糖预处理可以大幅提高桦木单板酸性染料的染色效果(包括上染率和色差变化值)。此外，还能有效地提高染色的均匀性，凸显染色单板表面的纹理，壳聚糖预处理是一种有效且可行的优化桦木单板酸性染料染色工艺的处理方法。

[1] 段新芳，孙芳利，朱玮，等.壳聚糖处理对木材染色的助染效果及其机理的研究[J].林业科学，2003，39(6)：126-130.

[2] 基太村洋子.木材浸透性染料の选定—酸性染料[J].木材工业(日)，1975(10)：21-23.

[3] Ppg Ind Inc.木材着色剂：英国，WO 9520631[P].1995.

[4] 中山弘明.生产染色单板的方法[M].日本，1985.

[5] 陈玉和，陆仁书，郑睿贤，等.泡桐单板染色工艺参数的遴选[J].东北林业大学学报，2002，30(1)：10-12.

[6] 张冬梅.染色杨木单板的耐光性影响因素研究[J].林业机械与木工设备，2015，43(6)：18-21.

[7] 基太村洋子.木材染色[J].木材工业(日)，1974，2(9)：188-193.

(责任编辑 张雅芳)

Effect of Chitosan Pretreated Birch Veneer on Dyeing Effects of Acid Dyes

YU Hong-liang

(Liaoning Provincial Forest Management Research Institute，Dandong Liaoning 118000，China)

With chitosan and birch veneer as the research object，chitosan is used for pretreatment of birth veneer first，followed by the use of acid dyes as coloring agent.A planned dyeing process is used to conduct dyeing treatment of the pretreated birth veneer.Comparing the dying effects of thedyed veneer that has gone through chitosan-based pretreatment and the dyed veneer that hasn’t gone through pretreatment，the result shows that chitosan-based pretreatment can effectively improve the acid dyes-based dyeing effects of veneer and that it is a good method of improving the wood dyeing quality.

chitosan；acid dye；pretreatment；dyeing effect

2017-01-22

于洪亮(1982-)，男，辽宁丹东人，工程师，硕士，主要从事木材加工利用研究，E-mail：qinjian1234@sina.com。

TS612

A

2095-2953(2017)04-0043-03