天然染料与不同固色剂不同颜色的原因

2023-01-08

本文主要是 天然染料与不同固色剂不同颜色的原因 相关的知识问答，如果你也了解，请帮忙补充。

真丝绸天然染料印染过程 在1856年发明合成染料以前，所有真丝绸染色和印花均采用源于动植物和矿物的天然色素，这些天然染料在真丝绸上可染得绚丽多彩的色泽，而且其色牢度并不逊色于现在使用的合成染料。源于植物的天然染料品种较多，中国古代常用的有靛蓝、茜草、红花、紫草、绿草、黄栀等。动物源染料较少，主要有虫胶紫、胭脂红：等。矿物质颜料有丹砂、粉锡、铅丹、大青、宅青、赭石等。古代印染方法除了缸染以外，有描绘法、扎染法、蜡染法、凸版和镂版印花法。但是天然染料的提取、配色以及在织物印染中的应用都不如合成染料方便，而且天然染料难以预制成随时可供应用的稳定剂型。因此，天然染料很快被合成染料淘汰。1996年德国：开始禁用部分偶氮染料，科学家发现这些染料对人体有致畸变、致癌和致过敏等危害。这唤起了人们对绿色环保染料的重视。天然染料尤其植物源染料正是一种对人体非常安全的绿色产品，而且很多种可提取染料的植物又是有一定疗效的草药，在染色同时可使织物获得一定的保健治疗功能。许多植物染料带有一种特殊清香，这也是有别于合成染料的一大特色，很多青睐天然染料纺织品的消费者正是为这种独特清香所吸引。因此，近年来国际上出现了一股回归天然染料和天然纤维的纺织品时尚潮流，采用天然染料印染的真丝、棉等天然纤维纺织品成为附加值很高的时尚产品，而且其市场前景看好。现代较多采用的天然染料印染方法以浸染和筛网印花为主，而应用最多的天然染料则是植物源染料。
　　植物源染料是从植物的根、叶、树皮、茎杆或果实中提取的，按其化学组成可分为：类胡萝b素类、姜黄素类、蒽醌类、靛蓝类、叶绿素类和鞣质类(又称为单宁类)等。类胡萝b素广泛存在于植物叶片、块茎、果实中，它包括叶红素和叶黄素两种，在酸性条件下易氧化褪色。姜黄素存在于郁金植物和药姜黄的根茎，不耐光照。蒽醌类染料存在于植物根中，多种重要的红色天然染料均属此类化学组成物。蒽醌类染料的耐光牢度好，易形成金属化合物。靛蓝染料主要用于棉布印染，例如目前市场流行的蓝印花布传统工艺即用靛蓝染色后刮印“灰浆”拔染而成。叶绿素是一种从植物叶、茎中提取的绿色染料，色鲜艳但易氧化。鞣质植物染料一般含水解类单宁，易水解产生双没食子酸等，会络合各种金属离子使纤维染色，例如传统丝绸产品薯茛绸就是利用单宁的铁络合物染成黑色。
　　植物染料的提取一般利用当地资源丰富的植物种类，因此有较大地域局限性。印度是植物资源丰富的国家，因而植物染料研究比较活跃，开发利用较早，应用较广。印度在真丝绸印染中应用较多的植物染料主要有下列几种：麻风树花，马缨丹花，印度小檗属树根，大戟属树叶，茜草科灌木叶，胡桃树皮。麻风树是一种高lO一15英尺的热带常绿树或大型灌木，属大戟科，细茎多分枝，叶为椭圆形或琵琶形，一英寸宽的红色簇生花常年开放，是一种容易采集的红色染料源。茜草科灌木是一种常见园艺植物，其簇叶密布，叶片为铜绿色，是一种资源丰富的染料源。印度小檗是一种6—12英尺高的灌木，主要分布在喜马拉雅山区和印度北方区，每年5．6月为生长繁荣期，可从其根部获取最大量色素。胡桃树是一种大型、落叶、雌雄同株乔木，多毛绒嫩枝，为喜马拉雅山区和阿萨姆邦丘陵常见树种。绿胡桃壳的油提炼剂和醇提炼剂在印度用作染发剂，用明矾作媒染剂。胡桃树皮在媒染剂处理过的羊毛上染得棕黄色，而在媒染处理过的棉纤维上可染得铁锈红。马缨丹包括约5O种常绿灌木和草本植物，常见马缨丹品种均为野生耐旱植物，可长到1．5—3．Om高。簇叶为深绿色，而花刚开时为粉红和黄色，随后变为红色或橙色。利用其花可染纯白色到淡紫色的系列色泽。大戟是一种可长到2一lOm的高大灌木，这种落叶灌木通常在冬季长叶，其椭圆形大叶片在冬季有深红、大红、白色或黄色等多种色泽，是一种丰富多彩的天然色素。

大多数天然植物染料均为媒染染料，其本身可用色泽范围有限，而且色牢度较差。但是，植物染料与媒染剂(以金属盐为主)配套使用可染得色泽范围较广的各种艳丽色。同一种天然植物染料应用不同媒染剂可在织物上染得不同色泽。常用媒染剂有：硫酸铝钾(明矾)、硫酸铜和硫酸亚铁。媒染方法一般采用预媒染法、同步媒染法或后媒染法。预媒染法把脱胶真丝绸放人媒染剂溶液中煮30min，然后进行染色。同步媒染法是把所需量的媒染剂加入染料溶液中，然后进行真丝绸染色。后媒染法是先行真丝绸染色，然后放人媒染剂溶液中处理30min。不同染料有时要用不同媒染法才能达到最佳染色效果，即使同一种染料染色，如采用不同媒染剂也要相应改变媒染法。真丝绸用麻风树花染料并且采用三种不同媒染剂染色，均以预媒染法的染色效果为佳。茜草科灌木叶染料采用同步媒染法为佳。马缨丹花染料则适用后媒染法。小檗根染料硫酸亚铁媒染适用预媒染法，而明矾媒染适用同步媒染法，硫酸铜媒染则适用后媒染法。真丝绸胡桃树皮染料染色，预媒染法适用于明矾媒染，而硫酸铜和硫酸亚铁媒染则适用同步媒染法。
　　植物染料的提炼方法一般是在酸或碱溶液中在100℃煮练植物原料，也可在不加酸碱的水中煮练，然后把织物直接放人染料溶液中染色。真丝绸需先经脱胶处理。碱一般用碳酸钠，而酸用盐酸，浓度不超过1％。染色试验结果表明，麻风树花、马缨丹花、茜草科灌木叶和大戟叶染料最好用酸溶液提炼，而胡桃树皮和小檗根染料最好用碱溶液提炼。所有这些染料中除印度小檗根以外酸碱浓度以1％为佳，而小檗根染料提炼应该用0．8g／1 00ml碱溶液。马缨丹花、大戟叶和胡桃树皮煮练时间以90min为佳，而麻风树花、茜草科灌木叶和小檗根染料煮练时间以60min为佳。加入煮练液中的植物染料原料浓度视不同原料而有所增减，马缨丹花、小檗根、麻风树花和茜草科灌木叶的浓度分别为3，4，6，7g／100ml水，而大戟叶和胡桃树皮的浓度应为5g／100ml水。真丝绸在上述染料溶液中的染色时间，麻风树花和茜草科灌木叶染料以30min为佳，小檗根和胡桃树皮染料以45min为佳，大戟叶染料以60min为佳，而马缨丹花染料以75min为佳。染色试验结果表明，在上述三种媒染剂中，明矾的应用浓度较高，该浓度视不同染料分别为5％，10％，15％。麻风树花、茜草科灌木叶和小檗根染料用5％浓度明矾为佳；马缨丹花和胡桃树皮染料以10％为佳；大戟叶染料以15％为佳。硫酸铜媒染剂应用浓度，麻风树花和马缨丹花染料以1，2，3％为佳；其他染料以2，3，4％为佳。所有这些染料除小檗根以外，用2％浓度硫酸铜均可获得良好染色效果，而小檗根染料用3％浓度则可达到优良效果。硫酸亚铁媒染剂应用浓度，麻风树花和茜草科灌木叶染料以1％为佳，小檗根和胡桃树皮染料以2％为佳，大戟叶染料以3％为佳，而马缨丹花染料以4％为佳。
　　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。用2g茶叶放人200ml水中，加热到85~C保温20min后，即可获得织物浸染用染液。茶叶染料用不同媒染剂处理可获得各项色牢度均较好的各种染**泽，尤其是硫酸亚铁媒染色的日晒牢度和K／S值更高。
　　目前天然染料染色的研究和应用较多，而天然染料印花则研究和应用均较少。实际上，天然植物染料同样可应用于真丝绸印花。真丝绸天然染料印花古已有之，但是天然染料应用现代筛网印花技术开发印花真丝绸，则是一种尚待完善和推广的新技术。据印度科技人员研究，用龙胶和小檗树根、胡桃树皮、茜草科灌木叶和麻风树花这四种植物染料配制成印花色浆，可成功应用于真丝绸筛网印花。用植物原料提炼后滤清的染料溶液需加热浓缩，一般100ml染料溶液浓缩到5ml，制备好的染料浓缩液可直接用于配制色浆。媒染剂同样用上述三种染色媒染剂，采用预媒染和同步媒染两种方法。采用同步媒染时，媒染剂以下述配方量直接放人色浆中。100ml印花色浆配方含：染料浓缩液4．0ml，龙胶5．0g，固色剂1．0ml，媒染剂(按糊料重量计)明矾10％或硫酸铜1．2％或硫酸亚铁1．5％。印花坯绸经脱胶清洗，半阴干后在半湿态熨烫。印花真丝绸经烘干、汽蒸、水洗后进行各项色牢度试验。印花试验结果表明，所有四种染料真丝绸印花色牢度等级为尚好到良，采用两种不同媒染法结果相同。但是，用同步媒染法的印花绸耐水洗色牢度优于预媒染印花绸。在四种染料中，小檗根和茜草科灌木叶染料的耐水洗色牢度较优。但是，耐汗渍色牢度则小檗根和麻风树花染料印花质量较优。同步媒染印花绸的耐干湿摩擦色牢度也优于预媒染印花绸。因此一般而言，植物染料真丝绸印花采用同步媒染法为好。不同染料的印花绸在不同项目色牢度上各有优势和弱点，因此，要根据最终纺成品要求选用不同植物染料。

总之， 目前天然染料尤其是植物染料在真丝绸印染中的应用尚在试验探索阶段。我国植物染料资源丰富，但开发利用度很低，应引起真丝绸印染行业重视，以顺应国际时尚潮流。植物染料尤其适宜于小批量高档真丝绸印染，它不仅可提高真丝绸产品附加值，并且能吸引更多崇尚健康绿色理念的消费者群体选购真丝绸产品。 参考知识1 生物酶精练，织物表面光洁，色泽明亮，加工流程缩短，不添加任何柔软剂也会产生一种自然的柔软性，保持了棉纤维的天然特性。
(2)精练后的织物可以直接用天然色素染色，直接性和亲和力明显提高，染色机理与直接染料染棉纤维相似，无须固色剂就可以达到较高的色牢度。但天然*素*谱不全。
(3)在加工过程中改善了作业环境，大大降低了废水污染。
2．天然染料染色的影响因素
(1)温度的影响：天然色素受温度的影响很大，例如，甜菜红在60℃以上不稳定，所以染色不宜在高温下进行。
(2)染浴pH值的影响：控制染浴在适当的pH条件下染色，才能获得较高的平衡吸附量。例如，甜菜红素在碱性条件下不稳定，所以染色应在酸性条件下进行，色素分子中的一COO-，可与羊毛上的-H3N+成盐式键结合。染浴pH越低，羊毛所带的正电荷数越多，上染速率越快，染料吸尽率越高。
(3)媒染剂的影响：天然染料除少数外，对纤维亲和力或直接性低，必须与媒染剂一起或采用特殊方法才能固着在纤维上，天然染料大多数是属于媒染染料，也有部分属还原染料、直接染料和酸性染料。有的则属颜料，特别是一些矿物色素。
①色彩：不同媒染剂处理的织物颜色也有所不同。例如，丝绸织物用硫酸铜与洋葱皮提取的色素染色时生成铜棕色；使用亚锡酸氯生成橘色；硫酸铝钾，重铬酸钾和亚硫酸铁一起使用会生成金色、橘棕色；亚锡酸氯与硫酸铝钾的混合使用生成橘棕色；亚硫酸铁和亚锡酸氯一起使用时，与洋葱皮提取的色素生成饱满的金色。
②环保性：媒染剂的应用，尤其是金属离子对环境和有机生物体造成不良影响甚至带来严重危害，因此人们在关注天然染料的同时，也在不断开发天然环保的媒染剂。有人曾用蛋类中的蛋白质、牛血、
尿素、腐杉的泥土、牛粪等物质来作为媒染剂。天然媒染剂有mgroba-lon,石榴皮、单宁、单宁酸、酒石酸、番石榴和香蕉叶灰等。
③稀土作用：我国的染色工作者用稀土一柠檬酸络合物作为天然染料的媒染剂，对苎麻纤维染色，使天然染料一稀土一织物三者形成稳定的络合物。稀土离子可作为中心离子与染料配位体络合，提高染色牢度和色光的稳定性。此外，它还具有类似电解质的促染作用。
(4)分散剂、稳定剂的作用：有的天然色素不稳定容易变色，需要加入稳定剂。大部分天然染料相对分子质量都比较大，易团聚，阻碍上染。但可以用阴离子或非离子表面活性剂使染液中的染料颗粒分散，形成较稳定的分散体系，使织物和染料接触的机会增多，上染速度加快。染料的水溶性越小，加分散剂染色的效果就越明显。
3。天然染料存在的问题
(1)染色重现性差：以植物染料为例，即使是同一种植物由于产地不同、气候条件不同及采集时间不同都会影响色素的组成及色泽。在工艺上，对天然色素的染色工艺，还需进行规范的试验和设备选择，确定各种工艺参数，制定产品质量指标。

(2)染色牢度：天然染料普遍存在染色牢度差的问题，尤其是耐日晒牢度和耐皂洗牢度。如天然染料所染的黄色，耐日晒牢度仅为3级。传统的天然染料染色方法还存在着给色量低，染色时间过长等问题。
(3)其他：天然色素植物的颜色品种有限，在性能上，很多天然色素的化学结构和毒理学尚未详细研究和测试；天然染料的提取需要消耗大量植物，造成染料价格高；目前还缺乏天然色素与纤维或织物结合机理的研究；天然色素的染色工艺有待于进一步优化等。