棉织物的香蕉皮色素超声波染色

王碧峤　孔方圆　彭雪梅　高园园

棉织物的香蕉皮色素超声波染色

王碧峤孔方圆彭雪梅高园园

（德州学院纺织服装学院山东德州253023）

使用乙醇提取的香蕉皮色素，分别用直接染色法和媒染法对棉织物进行超声波染色，并测试上染率和色牢度。结果表明，香蕉皮色素染色棉织物具有较好的色牢度，其中温度50 ℃，浴比1∶50，染色时间60 min，pH值3 时，上染率最好。三种的媒染方式中，预媒染方式上染率最好。

香蕉皮；天然植物色素；超声波染色；棉织物

随着香蕉深加工产业的发展，造成了香蕉皮等副产物的大批量产出，不但对环境构成威胁，也是对现有资源的一种浪费[1]。香蕉皮的有效利用为香蕉加工企业解决香蕉皮处理的难题提供新的思路，既保护了环境又为企业创造了一定的经济价值。香蕉皮中含有黄色素[2～3]、黑色素[4]及其他各类色素，这些色素主要应用于食品领域，作为纺织染料的研究较少，目前仅见极少量将香蕉皮色素用于毛织物染色的研究[5]。

本实验用提取的香蕉皮色素对棉织物进行超声波染色，通过温度、浴比、染色时间，pH值和媒染方式等单因素实验分析影响香蕉皮上染性能的因素，探求香蕉皮色素染色棉织物的最佳工艺。

1 试验部分

1.1 材料、药品与仪器

材料：市售香蕉、纯棉白坯布50 g。

药品：无水乙醇、柠檬酸、盐酸、碳酸钠、氢氧化钠、十二水硫酸铝钾等（均为分析纯）（天津市大茂化学品试剂厂）。

仪器：JT502 N型电子天平（上海精天电子仪器有限公司）、756 型紫外可见分光光度计（上海菁华科技仪器有限公司）、HH-6D数显电热恒温水浴锅（上海皓庄仪器有限公司）、SK8200 LHC型超声波清洗器（上海科导超声仪器有限公司）、SW-8A型耐洗色牢度试验机（青岛山纺仪器有限公司）、Y571 W纺织品摩擦色牢度仪（宁波纺织仪器厂）。

1.2 实验方法

1.2.1 香蕉皮色素的提取

前期实验得到最优的香蕉皮色素提取工艺为提取时间2 h，提取温度60 ℃，提取剂浓度（乙醇体积分数）80 %，提取料液比1∶10 。

1.2.2 香蕉皮色素染棉织物单因素实验

将湿润的棉织物浸泡在香蕉皮色素提取液中，并放置在超声波清洗仪中进行染色；染色后取出棉织物皂洗、水洗，避光处晾干。各因素范围为：水浴温度为30～60 ℃，浴比为1∶30～1∶70，浸染时间30～80 min，染液pH为1～6。

预媒染：在6 g/L的硫酸铝钾溶液中放置湿润的棉织物，在50 ℃恒温水浴的超声波清洗仪中浸染30 min后取出，再放入香蕉皮色素提取液中超声波辅助浸染30 min，浴比1∶50 。

同浴媒染：在香蕉皮色素提取液中加入6 g/L的硫酸铝钾溶液，将湿润的棉织物置于其中，50 ℃水浴超声波辅助浸染60 min，浴比1∶50 。

后媒染：将湿润的棉织物置于香蕉皮色素提取液中，在50 ℃恒温水浴的超声波清洗仪中浸染30 min后，再置于6 g/L的硫酸铝钾溶液中，在50 ℃水浴超声波辅助浸染30 min后取出，浴比1∶50 。

2 结果与讨论

2.1 染色温度对上染率的影响

（1）如图1所示，温度在低于50 ℃时上染率逐渐增大，高于50 ℃后上染率降低。这是因为随着温度逐渐增加，染料分子在溶液中的运动速度加快，更容易移动到织物上；但当温度达到一定程度后，由于染料分子不耐高温发生变性，故使得棉织物的上染率有所下降。

图1　不同染色温度对上染率的影响

2.2 浴比对上染率的影响

如图2所示，随着浴比的提高，棉织物的上染率先升高后降低，在1∶50 时达到峰值，这是因为织物染色需要一定的溶液量将其浸透来保证上染，而当浴比过高时，会使染液中染料浓度过低，从而导致上染率下降。

图2　不同浴比对上染率的影响

2.3 染色时间对上染率的影响

如图3所示，在60 min之前上染率逐渐上涨，60 min之后上染率逐渐下降，这是因为充足的染色时间会增加色素分子与织物的有效结合，时间为60 min时色素与织物充分结合，上染率达到峰值，而染色时间过长会使香蕉皮色素变性，降低了对棉织物的附着率。

图3　不同染色时间对上染率的影响

2.4 pH值对上染率的影响

如图4所示，上染率随pH值的增大先增大后减小，在pH值达到3时上染率最高，这可能是因为香蕉皮色素在酸性环境较为稳定，但当酸性过高时，色素中所含的鞣花酸类物质可能会发生成盐反应，造成色素分子与织物结合的效率下降。

图4　不同色素提取液pH值对上染率的影响

综上所述，香蕉皮色素提取液直接染色棉织物的最优方案为：温度50 ℃，浴比1∶50 ，时间60 min，pH值3。

2.5 媒染方式对上染率的影响

不同染色方法对上染率的影响如图5所示，预媒染棉织物上染率最高，直接染色次之，同浴媒染最低。媒染剂的作用是利用金属离子络合染料与织物来促进染料上染[6]。当进行预媒染时，作为媒染剂的硫酸铝钾先电离出较为充足的金属离子，金属离子先和织物发生络合；织物浸入染液后，络合了织物的金属离子又和染液中的染料发生络合，使染料固着到织物上，促进了染料上染，因此上染率比直接染色高；进行同浴媒染时，媒染剂的金属离子和染料分子在水溶液中络合，容易形成不溶的络合物造成沉淀，使染液中染料的浓度降低，造成上染率下降；而在后媒染时，于染液基本都在织物内部和织物表面，金属离子加入后，可以比较方便地将染料分子和织物络合在一起，但也有一小部分金属离子和染液分子产生不溶的络合物，变成可以被洗掉的沉淀，所以后媒染的上染率比直接染色略有下降。

图5　不同染色方法对上染率的影响

3 小结

采用不同的染色方式进行香蕉皮色素对棉织物的超声波染色，单因子实验证明，温度50 ℃，浴比1∶50，时间60 min，pH值3时上染率最高；采用预媒染方式上染率最高。

[1]宋维春,徐云升.香蕉皮的综合利用研究[J].琼州大学学报,2005,(5):43-45.

[2]王凌云,魏丕伟,熊俐,等.香蕉皮黄色素的提取工艺及稳定性研究[J].江苏农业科学,2015,43(9):316-320.

[3]赵立.香蕉皮黄色素稳定性研究[J].安徽农业科学,2008,(29):12548-12549+12562.

[4]薛锋,高健,张龙.超声辅助提取香蕉皮黑色素的工艺研究[J].江苏农业科学,2012,40(1):242-244.

[5]郭雪玲,陶永瑛,马博谋,等.香蕉皮色素的超声波辅助提取及其稳定性[J].印染,2016,42(18):6-11.

[6]赵为陶,林红,陈宇岳.金属离子在纺织领域的应用[J].苏州大学学报(工科版),2006(6):1-5.

Ultrasonic dyeing of cotton fabric with natural dyes extracted from banana Peel

Wang Biqiao, Kong Fangyuan, Peng Xuemei, Gao Yuanyuan

(College of Textile and Clothing, Dezhou University, Dezhou, Shandong 253023)

The pigment of banana peel extracted by ethanol is dyed with direct dyeing and mordant dyeing ultrasonic wave method respectively on cotton fabrics, and the dyeing rate and colour fastness are tested. The results show that the cotton fabric dyed with banana peel pigments has good colour fastness.The best dyeing rate conditions are dyeing temperature of 50℃,ratio of solid to solution of 1:50, dyeing time of 60 min and pH value of 3.The pre-mordant dyeing method has best dyeing rate of the three mordant dyeing method.

banana；peel；natural；plant；pigment；ultrasonic；dyeing；cotton；fabric

TS193.2

C

2095-1205(2019)09-99-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2019.09.57