天然染料的提取及染色

1、123401班天然染料的提取及染色天然染料一般来源于植物、动物和矿物质,以植物染料为主。植物染料是从植物的根、茎、叶及果实中提取出来。如:靛蓝、茜草、紫草、红花、桑、茶等。动物染料数目较少,主要取自贝壳类动物和胭脂虫体内,如:虫（紫）胶、胭脂虫红、虫胭脂等。矿物染料是从矿物中提取的有色无机物质,如铬黄、群青、锰棕等。近年来人们发现细菌、真菌、霉菌等微生物产生的色素也可作为天然染料的来源染料的染色方法：由于天然染料分子结构各不相同,染色方法也不相同,大概有以下4种染色方法。直接染色法某些植物染料的天然色素对水的溶解度好,染液能直接吸附到纤维上,就可以采用直接染色法,如栀子、姜黄等媒染法某些植物染料天然色素对水的溶解度颇好,染液成分虽然能直接吸附到纤维上,但为提高染色牢度,要求采用媒染法进行染色。媒染的过程一般分为先染色再媒染、先媒染再染色或先媒染再染色再媒染等方法。一:先染色再媒染天然色素对水基本不溶解,但其配糖体能溶解于水,并与纤维吸附,要求采用后媒染使之固着,如栀子、槐花。其染色步骤如下:1. 染色:被染织物在染液中沸染2030分钟。2. 媒染:在室温条件下进行,依色泽的不同采用不同

2、的媒染剂,媒染剂一般可用含铝、铁、锡等金属离子的化学品。即把煮染过的织物或服饰放在含有媒染剂溶液中浸渍3040分钟,就完成了媒染过程。3. 水洗:媒染后需要把染色物再投入水中再清洗一下,取出即可。还原法植物中已存在形成天然色素化合物,而在染色过程中最终生成水不溶解的色素,如蓝草。其他染色方法利用植物染料中天然色素对酸碱性的溶解度不同,使之在纤维上固着染色,如红花、郁金.植物染料的染色（一）染色方法及工艺流程植物染料分子结构各不相同，染色方法也不同，蛋白质纤维和纤维素纤维，染色方法有无媒染染色（桅子黄、桅子蓝）、先染后媒染法染色和先媒后染法染色。对合成纤维有常压染色和高温高压染色。一般染色工艺流程是：染液制备（植物与水混合煮沸1h左右，提取染液）T染色（染液加热，浸入织物1530min）T媒染（染色织物浸入媒染浴中3040min）T水洗T干燥。如直接染可进行多次染色，先媒染后染色的织物上染率较高，先染色后媒染的织物匀染性较好用天然染料，也存在不少问题，主要以下三点：（1）天然植物染料含量低，提取时需消耗的植物数量大，不利于环境保护，提取后的植物三废治理也是一个问题，而且成本也高。（2）天

3、然植物染料除少数外，大多数的染色牢度较差，即使使用媒染剂牢度仍然不理想。而且不少天然植物染料在洗涤和使用过程中会变色泛旧或色光变灰。特别是拼色时，由于不同植物染料的牢度差异较大，变色更为明显。不少植物染料具有多个羟基等配位基，可和金属离子络合，形成螯合物。虽然一些金属离子可作媒染剂，提高天然色素的水洗牢度，但是不少金属离子络合后牢度并不理想。（3）大多数都要应用媒染剂来提高色牢度和固色率，许多媒染剂是有害的，会造成较严重的污染。应该指出，并不是来自天然植物的染料都是无毒的，目前对它们的毒性系统研究不多，因此有必要对它们的毒性进行评定。红色类染料大多数红色色素隐藏在植物的根、皮中，容易提取。胭脂红是最漂亮的天然红色色素;茜草能染色是非洲人首先发现的，他们发现茜草不仅好吃，它的根还会把嘴唇染成红色，因此茜草成为最早的化妆品之一。用茜草染色时，将茜草根加入到30C温水中,然后放入已预先媒染的毛织物，染液温度缓慢升至100C，染色11.5h后，温度马上降至90C染色0.5h,定期搅动，当得到所需的颜色后，将织物在染液中冷却，然后在温水、冷水中漂洗、最后脱水、晾干。茜草素在纤维上和媒染剂络合，形

4、成不溶性的金属络合染料。用于棉织物染色时，可得鲜艳的红色。用黄檗树皮的提取液也可染成粉红色，染色时，将黄檗树皮在水中煮沸60min,提取液冲稀后进行染色，染色后水洗可得粉红色。用红花也可以染色。将散花在水中浸泡数日，绞出黄水，将草木灰汁于30C揉入散花中，装入麻袋，绞出提取液，反复4次，收集提取液加入米醋调至pH值7.5左右。将所得溶液，冲稀后加入棉织物染色，于4050C染色40min,并慢慢不时加入米醋，染色结束时，pH值在6.5左右。红色植物染料还有许多，如红甜菜中的甜菜红素，指甲花中的指甲红花色素等。2黄色类染料天然植物中可产生黄色色素的植物数量比其他颜色的色素要多得多。姜黄是天然色素中最鲜艳的一种，它是从姜黄的新根或干根中提取的;黄木犀草是欧洲最主要的天然黄色染料;劳松黄是从一种生长在印度和埃及的植物散沫花中提取的。用姜黄染色时，将干燥的根在水中煮45min，色素就开始析出，将提取液过滤，就可用于染色。染色时可采用预先媒法，在5060C预媒染30min，媒染后织物冷却、挤干后直接放入染液，沸染45min，然后水洗、皂洗、干燥。用栀子黄染色时，将栀子果加水沸煮60min，提取2次

5、。提取液在4045C，加醋酸（10%）调节pH值至5左右，棉织物染10min后水洗，可得灰黄色。用荩草染色时，将荩草加水煮沸60min，提取3次。其溶液用醋酸调节pH值至6左右，棉织物于40C染色30min，然后水洗，加明矶、硫酸钠后再将pH值调节至5.6左右，处理15min后水洗，加碳酸钠中和，水洗，可染得黄棕色。如果用氯化亚锡媒染则得到红棕色;用硫酸铜媒染则得到绿棕色;用重铬酸钾媒染得黄棕色;用甲酸铁媒染则是灰棕色。3蓝色类染料从古至今，靛蓝一直是最主要和最常用的一种蓝色天然染料，它是从一种靛类植物中提取的。从靛类植物中提取靛蓝的过程很简单，在发酵过程中使靛蓝还原，在碱性溶液中形成的靛蓝隐色体，对纤维有较好的亲和力，上染纤维后被空气氧化，重新变成不溶性的染料固着在纤维中，能在棉织物上获得坚牢的蓝色。菘蓝是另一种属靛类结构的蓝色染料，主要从绿叶中提取，染色与靛蓝相同。4其他颜色的染料如洋葱色素，可与媒染剂一起染毛和丝绸，得到从黄绿到铜红系列色泽;苏木黑是比较常见的黑色植物染料，至今仍用于蚕丝、锦纶、羊毛等纺织品的染色，也用于棉织物的印花;儿茶棕色素主要用来染棉和使丝绸增重;从苏格兰高

6、地一种植物中提取的色素，可得漂亮的苹果绿色，用铝盐媒染可染毛织物;橙色除了胡萝卜素外，还可从大丽花属植物的花中得到。现在植物染料在生活中应用比较广泛。天然植物染料无毒无害，对皮肤无过敏性和致癌性。具有较好的生物可降解性和环境相容性。其色泽柔和、自然。1 原料的来源植物染料的原料都是来自植物。有果实，花卉，野草，枝叶等，它们的成熟都有季节性，采收也有季节性。为了保证非采收季节时生产的正常，必须有原料的储备。原料的储存好坏直接影响染料的质量。储存期过长质量下降太多，不同种类原料储存期也不尽相同，一般叶类、花卉、果实类储存时间不宜过长，根皮、心材、中药类时间可以长一些。2 原料加工前预处理粉碎：目的是为浸取提供粒度均匀而合适的碎料，以便更迅速、更完全地浸出色素，提高产率，并保证产品质量。原料的筛选和净化：出去泥沙、铁块、石头等杂质以及发霉变质的原料。3 加工工艺（1）压榨法：即用手工或机械的压力是色素被压榨出来。（2）溶剂浸提法：这是目前最常用的方法。根据原料的不同选择不同溶剂进行浸提。主要流程是：浸提罐提取过滤浓缩。（3）微波萃取法：具有热效率高、省时、产品质量高、设备简单等优点。工艺流程如下：原料的预处理原料和溶剂的融合微波萃取冷却-过滤-溶剂与萃取部分分离-萃取部分（4）其他方法还有超临界流体萃取、超声波萃取、生物技术生产等技术。4 人工提取植物染料的人工提炼方法一般是在酸或碱溶液中煮练植物原料，也可在不加酸碱的水中煮练，容器不得使用含铁、铜等金属容器，最好是不锈钢或搪瓷罐。不同的原料需要用不同的温度、时间、提取方法。黄柏的提取及染色：1) 选用水提取法提取黄柏色素，最佳提取工艺:黄柏色素质量浓度2.5g/L,提取温度100C,提取时间60min,1次提取。2) 真丝织物黄柏染色的最佳工艺:染液pH值7，常温下入染，升温至50C后，恒温染色45min。用交联剂处理后，染色牢度得到提高,其效果比媒染要好。3) 黄柏染色真丝织物的固色工艺:用交联剂染前浸渍处理，交联剂质量浓度5g/L,温度60C,浸渍时间30min。4) 各种最优工艺处理真丝织物后，其媒染的染色牢度不如交联剂处理后的效果好,而且媒染剂对环境有污染,所以用交联剂提高黄柏染料染色牢度可以取代媒染剂染色。

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