香樟果色素/精油提取及其复合物制备和性能研究

来源 :江南大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:zjp062
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随着人们环保意识的增强,从植物中提取天然产物并应用到纺织品上成为近年来研究的热点。香樟树是在我国江南和西南一带广泛种植,香樟果是香樟树的果实,每年秋季大量香樟果成熟落地,香樟果中含有丰富的天然色素和精油,是适用纺织品染色和功能整理的一种可再生资源。本课题以香樟果为对象,研究香樟果皮中色素,果核中精油的提取方法,及相应复合物的制备工艺,探讨香樟果提取物及相应复合物在纺织品上的应用性能。采用乙醇与水混合溶剂浸泡从香樟果皮中提取色素,结果表明提取液中乙醇含量增加有助于提升香樟果色素的提取,香樟果肉中色素提取较佳的工艺为提取液中水/乙醇质量比为1:1,香樟果皮与提取液质量比1:15,吐温-80用量5.0%,提取温度55℃,提取时间2.0 h。双水相和大孔树脂协同作用实现香樟果色素的纯化和分离,以提取率为准,双水相分相硫酸铵较佳的浓度为30%。红外和液质联用测试结果表明香樟果色素主要有矢车菊单葡萄糖苷和矢车菊二糖苷组成,其质荷比(m/z)分别为449和595。p H与香樟果色素的颜色密切相关,p H升高,香樟果色素最大吸收波长向长波方向偏移,p H低于5,香樟果色素为紫红色,p H越低,颜色越鲜艳。另外,采用常规浸泡和分液法从香樟果核中提取精油,液质联用测试结果表明香樟果精油主要有桉油精、樟脑和异黄樟油素等组份。研究香樟果色素对羊毛织物的染色工艺和染色动力学,结果表明酒石酸锑钾是香樟果色素对羊毛织物染色较佳的媒染剂,同媒染色可以获得和预媒染色相同的颜色深度和牢度。同媒染色较佳的工艺条件为酒石酸锑钾用量2.5%(o.m.f),染色温度为100℃,染色时间60 min,染浴p H为5。同媒染色中香樟果色素在羊毛织物上的吸附等温线符合Langmuir吸附等温线,当染色温度为80℃,90℃和100℃时,对应香樟果色素在羊毛纤维上的平衡吸附量分别为8.12mg/g,9.23mg/g,11.57mg/g。研究香樟果色素对多孔SiO2染色制备彩色SiO2的方法,探讨彩色SiO2的光谱特性。结果表明彩色SiO2较佳的制备工艺为阳离子化多孔SiO2用量2.0%,香樟果色素用量2.0%,浴液p H为9,吸附温度50℃,时间2.0 h;其中阳离子化多孔纳米SiO2的制备条件是3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTAB)浓度为2.0%,多孔SiO2在分散液中含量为2.0%,p H为11,温度60℃,改性时间1.5 h。彩色SiO2在水中具有良好的分散性和稳定性,在乙醇、强酸碱、高温和光照条件下易褪色;彩色SiO2印花织物具有良好抗紫外性能,可见光-近红外光谱反射曲线与沙土色伪装涂料一致,能够满足军事目标暂时性伪装的需要。采用掺杂法制备香樟精油/聚合物纳米复合粒子是降低香樟果精油挥发速度、调控香樟果精油缓释行为的一个途径,研究以可聚合分散剂1-烯丙氧基-3-(4-壬基苯酚)-2-丙醇聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)为乳化剂,采用细乳液聚合法制备了香樟果精油/聚合物纳米复合粒子的条件和过程。结果表明制备香樟果精油/聚合物纳米复合粒子的较佳条件为香樟果精油对混合单体质量分数6.0%,DNS-86对单体质量分数的20%,十六烷对单体质量分数的2.5%,偶氮二异丁腈对单体质量分数的1.5%,超声波处理时间15 min,反应温度70℃,反应时间150 min。另外在香樟果精油/聚合物纳米复合粒子中嵌入SiO2对降低香樟果精油的挥发速度更加有效。香樟果精油微胶囊化是降低精油挥发速度的另一个重要途径。研究细乳液聚合法制备香樟果精油微胶囊的制备工艺,并采用红外、透射电镜和热重分析对制备的香樟果精油微胶囊进行表征。结果表明香樟果精油微胶囊较佳的制备工艺为以甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸正丁酯为混合单体(摩尔比2:3),混合单体占体系质量分数7.5%,香樟果精油对混合单体质量分数30%,过硫酸铵对单体的质量分数2.7%,十二烷基苯磺酸钠对单体的质量分数6.7%,十六烷对单体的质量分数4.0%,超声波处理时间12 min,反应温度70℃,反应时间150 min,该条件下制备香樟果精油微胶囊的粒径为90 nm。与采用掺杂法制备香樟精油/聚合物纳米复合粒子相比,微胶囊包覆的香樟果精油含量由前者的6.0%提高到20%。把精油微胶囊涂层整理到织物上,与未包覆精油相比,微胶囊包覆精油可显著延长精油的缓释效果。同时发现香樟果精油微胶囊涂层整理的棉织物对大肠杆菌和金黄色葡萄糖球菌具有一定的抑制作用,涂层次数增多,抗菌效果增强。当涂层次数达到8次,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性分别达到了67.21%和41.59%。本课题实现了香樟果提取物在纺织品上的综合利用,对纺织品清洁生产,美化城市环境,拓宽纺织品染色及功能整理助剂的天然资源具有重要的借鉴作用。
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