饰品之家讯：随着人们环保意识的增强以及对自身健康的重视，天然染料的开发和应用已经得到越来越多的关注。与合成染料相比，天然染料无毒、无害，具有较好的生物可降解性。同时，天然染料染色的织物还具有自然的香味。由于天然染料色素成分的不确定性，使其染色的织物具有自然、朴素、雅致的效果。而丝绸针织物属于高档服装面料，除用作高档礼服外，绝大部分用于内衣、睡衣等贴身衣物，因此，使用天然染料染丝绸针织物具有较好的应用前景［1~2］。
但是，天然染料上染丝绸也存在一些缺点。由于天然染料普遍存在染色牢度差的问题，若染色时使用重金属媒染剂进行媒染，还会带来环境问题。因此，考虑利用稀土作为一种新型媒染剂，在提高天然染料染色牢度的同时，解决环境污染问题。稀土元素是元素周期表中第三类副族中的钪、钇和镧系元素的总称［3~4］。
·稀土媒染作用原理用稀土作为媒染剂对织物进行媒染染色是植物染料-稀土-织物三者形成稳定络合物的过程。稀土离子起络合作用，它作为中心离子与作为配位体的带负电的染料阴离子络合。稀土离子的电子结构为（n-1）d4nS2,可以失去3个电子，原子半径比其他过渡元素大。在其周围可容纳较多的配位体，配位数多为6，具有形成络合物的强烈倾向。稀土离子通过静电引力与有机配位体形成配位键，而稀土离子与含羧基的柠檬酸所形成的络合物中，显示部分共价特性，起着多次配位作用。稀土与植物染料形成的络合物的稳定性大致与柠檬酸相同。因此植物染料-稀土-纤维之间相互作用形成了稳定的络合物，从而提高染色牢度［5~8］。
·试验用品和方法试验用品织物及药品丝黏混纺针织物（55/45，175g/m2）；稀土（Pr/Nd）2O3、CeO2、La2O3、Re·Nd、La2（CO3）3、Ce2（CO3）3；栀子黄染料（食品级），冰醋酸（AR）、氢氧化钠（AR）等。
仪器与设备常温染样机、Ad-venturer电子天平、WFJ2100型分光光度计、SF600型计算机测色配色仪、ROACHES耐洗色牢度试验仪、Atlas CM-5摩擦牢度试验仪、JENCO 6371型pH计、U-3310型紫外可见分光光度仪。
染色工艺曲线同浴法同浴法染色工艺曲线如图1所示。
前媒法前媒法染色工艺曲线如图2所示。
后媒法后媒法染色工艺曲线如图3所示。
测试方法上染百分率的测试参照染整工艺试验，上染百分率通过测试染色残液的吸光度，按以下公式计算：
上染百分率=（1-nA/mA0）×式中：m为染色前染液稀释的倍数；n为染色后染液稀释的倍数；为染色前染液稀释后的吸光度，A为染色后染液稀释后的吸光度。
染色K/S值的测定使用SF600型计算机测色配色仪按其操作规程测试染色样品的K/S值和相关指标。
耐洗色牢度的测试按GB/T 3921.1—1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度：试验1》测试。
耐摩擦色牢度的测试按GB/T 3920—1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试。
·结果与讨论栀子黄染料性能分析栀子黄染料在不同pH值条件下的稳定性将栀子黄染料配制成0.02 g/L的溶液，并以醋酸调节pH值分别为3.0、6.8、10.0，利用紫外可见分光光度仪测试栀子黄染料溶液在不同pH值（酸性、碱性和中性）条件下的光谱曲线，结果如图4所示。
由图4可以看出，栀子黄染料水溶液在可见光波段只有一个最大吸收峰，波长为441 nm。而且栀子黄染料在酸性和碱性条件下均很稳定，最大吸收波长未发生改变，只在碱性条件下出现略微的蓝移（向短波方向移动）。
栀子黄染料提升性能测试按照图1所示工艺曲线染色。
不添加稀土媒染剂，其中染料浓度分别为0.25%、0.50%、0.75%、1.00%、1.25%、1.50%、2.00%、2.50%、3.00%，浴比为1∶25，以醋酸调节pH值至3，始染温度为50℃，染色温度为90℃，测试各个染样的K/S值，结果如图5所示。
由图5可以看出，随着染料用量的增大，K/S值也逐渐增大，说明栀子黄染料可用于织物深浓色的染色。
栀子黄染料染色的上染率按照图1染色工艺进行染色试验。其中，取2块2 g的丝黏混纺针织物，分别以栀子黄染料1%，稀土（Pr/Nd）2O3用量为0和1%，浴比1∶25，以醋酸调节pH值至3，始染温度50℃，染色温度为90℃。染色过程中每间隔10 min按照测试方法测试上染百分率，测试结果见图6。
由图6可以看出，栀子黄染料在染色的初始阶段上染速率很快，加入稀土，染色30 min后基本达到平衡，其后上染率增加不大，说明稀土的加入可以缩短染色时间，并提高上染稀土的筛选取丝黏混纺针织物各2 g，分别以栀子黄染料1%，浴比为1∶25，以醋酸调节pH值至3，始染温度为50℃，染色温度为90℃，以表1的工艺条件和图1工艺曲线进行染色。测试染色上染百分率和染样K/S值见表1所示。
由表1可以看出，稀土的加入能明显提高染料的上染百分率和染样的表观染色深度K/S值。其中以（Pr/Nd）2O3作为媒染剂时，上染百分率提高34.51%，K/S值提高17.99%，媒染效果最为明显。其次，Re·Nd和La2（CO3）3的媒染效果也较明显。
媒染方式的选择以（Pr/Nd）2O3作为媒染剂，分别采用前媒法、同浴法和后媒法3种媒染方式进行媒染试验，染色工艺曲线分别如图1、图2、图3所示。取丝黏混纺针织物各2 g，稀土用量1%，浴比为1∶25，以醋酸调节pH值至3，其中同浴法始染温度为50℃，染色温度为90℃，染色结果见表2。
按3种媒染方式的染色效果比较，（Pr/Nd）2O3媒染剂的同浴媒染法染色效果最好，其次为后媒法，说明（Pr/Nd）2O3在用于栀子黄染料染色时最适合用同浴媒染法。
媒染剂用量对栀子黄染色效果的影响选用（Pr/Nd）2O3作为栀子黄染料染色的媒染剂，通过媒染剂加入量的改变，测试（Pr/Nd）2O3媒染剂在栀子黄染料染色中的作用。染色工艺采用图1所示同浴媒染法工艺。其中，取丝黏混纺针织物各2 g，浴比为1∶25，以醋酸调节pH值为3，始染温度为50℃，染色温度为90℃，染色效果见图7。
由图7可以看出，随着稀土用量的增加，上染百分率逐渐增大，但当稀土用量大于1.4%时，K/S值逐渐减小，小于未加稀土时的K/S值。这可能是由于稀土量过大时，与染料发生络合作用，使得染色织物的亮度有较大幅度的增加，从而导致K/S值的减小。
染液pH值对栀子黄染色效果的影响为进一步研究pH值对栀子黄染色的影响，各取丝黏混纺针织物2 g，按照图1工艺曲线进行染色。其中，稀土用量1%，浴比为1∶25，始染温度为50℃，染色温度为90℃。改变染浴pH值后，其染色效果如表3。
由表3可以看出，随着pH值的增大，上染百分率逐渐减小，这主要是因为稀土在碱性条件下会产生水解而发生沉淀，失去其媒染剂的作用，只有在酸性条件下才能更好地与栀子黄染料发生络合作用，提高染料上染百分率。
栀子黄染料染色工艺的正交试验以上述试验中稀土用量、pH值、始染温度、保温染色温度为因素，各取3个水平，设计L9（34）正交试验表，并进行正交试验。分别取丝黏混纺针织物2 g，栀子黄染料1%，稀土为（Pr/Nd）2O3，染色浴比为1∶25，按图1工艺曲线进行染色。分别测试试样的K/S值，结果见表4。
由表4可以看出，对染色效果起主要影响的因素是始染温度，其次是染色温度，这主要是因为稀土媒染剂的加入，使得栀子黄的初染温度和染色温度大大降低，有利于实现栀子黄染料的低温染色，减少能源消耗；其次是pH值的影响，稀土作为媒染剂必须在酸性条件下发挥作用。
通过正交试验分析得出，稀土作为栀子黄染料的媒染剂对丝黏混纺织物染色的优化染色工艺为：采用同浴媒染法，稀土（Pr/Nd）2O3用量为0.3%，始染温度30℃，染色温度70℃，pH值为3，升温速率1℃/min。
稀土媒染对染色牢度的影响将正交试验表中1号工艺染色织物与未加稀土的栀子黄染料直接染色织物进行相关染色牢度的比较，结果如表5所示。
由表5可以看出，栀子黄染料染色过程中加入稀土（Pr/Nd）2O3作为媒染剂，可以将染色织物耐湿摩擦色牢度提高半级，棉沾色和原样变色牢度也能提高半级，说明稀土的加入在一定程度上提高了栀子黄染料的染色牢度，可使其获得更好的染色性能。
·结论稀土在丝黏混纺针织物的栀子黄染料染色中能起到媒染剂的作用，稀土的加入能提高染料的上染百分率和染样的K/S值，具有增深作用，并提高相关染色牢度。同时与常规染色工艺相比，能大大降低始染温度和染色温度，实现栀子黄染料的低温染色，减少能源消耗。
在栀子黄染料对丝黏混纺织物染色时使用稀土作为媒染剂，宜采用同浴媒染法，媒染效果最好，媒染剂用量以0.3%～0.8%为宜。
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