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植物染料来源于自然,不污染环境,易降解,对人体亲和性好,是合成染料较理想的替代产品。但提纯困难、生产周期长,不能批量生产,这成为植物染料推广应用的难题。栲胶是植物的萃取物质,含有大量的多酚,在制革工业中作为鞣剂使用,已经有数百年的历史。栲胶本身具有颜色,能作为直接染料使用;另外栲胶能与金属盐发生络合反应,生成的配合物能显著改变栲胶的色谱,增加与皮革的结合牢度,因此栲胶还可以作为媒染染料使用对皮革进行染色。栲胶用金属盐做媒染剂对皮革染色不仅能解决植物染料不能批量生产的难题,还解决了植物染料染色牢度不高的问题。论文就是在这基础上首先研究了多酚类物质与铁盐的络合特性,并用明胶模拟了与胶原蛋白的显色性能;其次考察了栲胶用金属盐做媒染剂染色皮革的影响因素和染色效果。
论文以单宁酸、和小分子酚邻苯二酚、邻苯三酚为栲胶的模型化合物,通过紫外扫描的方法研究了栲胶与硫酸铁和硫酸亚铁的配合物在不同pH条件下的显色性能。分析紫外可见吸收光谱发现,多酚类物质在高pH的条件下由于酚羟基离解成氧负离子而使最大吸收波长向长波方向移动;与铁盐发生络合反应后,分子轨道的电荷发生电子跃迁,紫外可见吸收光谱在可见光区有较明显的吸收;根据吸收光谱在可见光区的吸收是否均匀可以发现,在低pH条件下能制得颜色比较纯正的黑色染料,高pH条件下制得的黑色染料都带有副色。
通过对栗木、橡梳和荆树皮等6种栲胶和硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铜等5种媒染剂配合染色对比实验,选择用栗木栲胶、余柑栲胶和橡椀栲胶对绵羊蓝湿皮复鞣,用硫酸铁或硫酸亚铁做媒染剂对皮革进行媒染染色。测试坯革的干湿擦牢度、耐水牢度、日晒牢度、色度值和色差值,考察了媒染剂的用量、加脂剂、加脂顺序、pH等因素对染色效果的影响。测试结果表明:(1)利用栲胶对皮革实施媒染染色后得到坯革的颜色一般是蓝色、黑色、蓝黑色和灰色;(2)干湿擦牢度都在4/3级以上,耐水牢度为5级,达到了一般皮革的使用要求;(3)日晒牢度表明在紫外线的作用下,除了部分坯革褪色外,大多数坯革的颜色都加深,部分发生黄变;(4)通过测试坯革的LAB值和色差值发现,加脂对染色具有败色作用;不同栲胶用不同媒染剂作用时最佳中和pH不同,例如,余柑栲胶用硫酸铁作为媒染剂对皮革染色时,最佳pH是6.0,用硫酸亚铁媒染时最佳pH是5.0,而橡椀栲胶用硫酸铁、硫酸亚铁媒染时最佳pH分别是5.0、6.0;媒染前降低浴液pH和后加脂能使坯革的颜色加深;(5)随着皮革放置时间的增加,物理机械性能降低较快,在一定的条件下影响皮革的使用。