随着经济的迅速发展,人们生活水平的提高,环保意识的增强,逐渐认识到人工合成染料对人体的破坏作用,对环境的污染等已经威胁着人类的健康和发展。而新型的、无污染的纯天然植物染料越来越被人们重视,成为染料研究的一个重要课题[1-3]。

本文研究的艾蒿是一种多年生草本植物,其生长地带广阔,生命力极强,原料廉价易得,无毒副作用,具有解热、利尿、净血、和补血功效,其散发的气味具有稳定情绪,松弛紧张、镇定身心、驱蚊的作用[4-5],目前国内外对艾蒿色素的研究还很少,本文就其色素提取及其染色性能进行介绍,对艾蒿色素的研究应用具有一定的参考意义。

1 材料与方法

1.1 材料

药店售艾蒿。

1.2 试剂及仪器

无水乙醇,烘箱,粉碎机,恒温水浴锅,电子天平,SF300思维士,YG471B型染色摩擦牢度仪,Y571C型染色涮洗牢度仪。

1.3 艾蒿色素提取方法

艾蒿→洗净→晾干→粉碎→浸提→过滤→滤液

1.4 染色方法

纯棉织物直接染色。

2 实验结果与分析

2.1 艾蒿色素提取方法

利用乙醇做溶剂,对乙醇浓度、固液比、提取温度,提取时间,pH值等做了单因素实验及正交实验得出最佳提取工艺。

(1)采用1:30的固液比,20%的乙醇体积分数,pH=7,时间为2h,不同温度(18℃、35℃、55℃、75℃、95℃)下的提取情况如图1所示,当温度为55℃时吸光度最大。

(2)采用1;30固液比,20%乙醇体积分数,pH=7,温度为75℃,对不同时间(0.5h、1h、1.5h、2h、2.5h、3h)进行单因素实验,结果如下:

由图2知,时间为1.5h时吸光度最大。

(3)采用1:30的固液比,pH=7,温度为75℃,时间为1.5h,对不同体积分数的乙醇(10%、25%、40%、55%、70%)进行单因素实验,结果如下:

如图3所示,乙醇体积分数为55%时吸光度最大。

(4)采用温度为75℃,pH=7,乙醇体积分数为40%,时间为2h,对不同固液比(1:20、1:30、1:50、1:70、1:9O)进行试验,结果如4所示,当固液比为1:20时吸光度最大,但是由于固液比过小实验过程中溶剂的挥发,提取出的色素溶液很少,再经过滤几乎很难得到色素,因此采用1:30的固液比。

(5)采用温度为75℃,时间为1.5h,固液比为1:30，乙醇体积分数为20%,对不同pH值（pH=3、5、7、9、11)进行实验,结果如下:

如图5所示,当pH=9时吸光度最大。根据以上单因素实验选定提取温度、提取时间、乙醇体积分数和pH值作为正交试验的因素,设计正交表如下:

表1 艾蒿提取正交因素状态

分析结果如下:

表2 艾蒿提取正交实验结果

由表2知,温度对色素提取影响最大,乙醇体积分数次之,pH值影响不大,提取时间影响最小，最优的提取工艺为:B3C3D2A1,即温度为65℃时间为1.5h,乙醇体积分数为50%,pH=8。

3 艾蒿色素染色性能测试

根据以上色素提取工艺,提取色素对纯棉织物进行直接染色,设定以上工艺提取出的染液浓度为Ⅹ,设计正交试验如下:

表3 艾蒿提取液染色正交因素状态

测试结果如下:

表4 艾蒿提取液染色正交实验结果

注:以上测试均以白棉布为标准试样作参照(ΔE为总色差,DC为艳度差,DH为色相差,DL为明度差)

由表4知:染液浓度对其中四项指标影响最大,即染液浓度为主要影响因素,但是经实践证明,染液浓度过大,导致染色不匀,这是因为浓度过大会使染料部分不溶,凝聚成团,导致染色不匀,因此染液浓度应控制在2.5X以内。

4 染色牢度测试

染色之后经YG471B型染色摩擦牢度仪,Y571C型染色涮洗牢度仪测试织物的耐皂洗、干摩擦、湿摩擦色牢度结果如下:

表5 染色牢度测试结果

5 结论

经以上实验可知艾蒿是一种比较适合做染料的植物,染出织物色泽较为鲜艳,色牢度较好,可进一步开发对其他织物的染色。