基本信息
- 项目名称：
- 指甲草天然水色素的提取及其在纺织上的应用
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 作品主旨在从天然植物指甲草中提取天然色素，并将其应用在纺织印染中，其过程绿色、环保 低能耗，指甲草天然染料最主要的优点是无毒无害,对皮肤无过敏性和致癌性,具有较好的生物可降解性和环境相容性。其色泽柔和、自然有特色,在高档真丝制品、保健内衣、家纺产品、装饰用品等领域中拥有广阔的发展前景。
- 详细介绍：
- 指甲草，其为一年生草本植物，种植成本低，且无毒无害，是一种良好的天然染料开发资源。采用合适的提取剂提取其中的天然染料，并用其代替化学染料应用于织物的染色，减少对环境的污染，开发符合国际潮流的天然环保面料。实验方法是先从指甲草叶中提取色素，然后对所提取的色素进行纯化，研究指甲草色素的稳定性，最后在不同实验参数条件下将其应用于织物的染色，通过对比染品的颜色特征值确定指甲草色素对织物的最佳染色工艺。 应用指甲草天然色素溶液染得的染品绿色环保，且具有一定的抗菌性，是一种环保型天然面料，也是制作内衣的理想面料。该项技术的应用推广，必将推动新型生态染整技术的发展，为我国节能减排可持续发展战略做出一定的贡献。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：1 提取指甲草天然色素，研究其纯化过程。 2 将指甲草色素应用在纺织印染行业，研究并开发节能减排新思路。 3 研究开发指甲草色素的附加值，如：抗菌、防紫外线等，以及将其应用在纺织品上带来的价值。 基本思路：（1）以指甲草干叶为原料，用超声波萃取染料，超声波分散，获得微粒径染料。（2）大孔树脂定向吸附，纯化天然染料，把纯化的天然染料溶液进行旋转蒸发，制成粉末状。（3）用制备的染料染色。
科学性、先进性及独特之处
- （1）在节能方面：合成染料对织物的染色温度一般均在90℃到100℃，因而会导致大量能耗；而指甲草天然染料对各种织物的染色温度均在60℃以下，这不仅能节约能耗，而且能保证天然染料的稳定性。 （2）在减排方面：指甲草天然染料对织物的染色方法为直接染色和媒染染色，所使用的媒染剂为环保型媒染剂-稀土，因此染色残液中不含有重金属。同时指甲草染料与环境相容性好，生物可降解，无毒无害，对皮肤无过敏性和致癌性。
应用价值和现实意义
- （1）指甲草的开发对发展农村第二产业有深远影响：指甲草耐寒，耐旱，对土壤要求不高，可在土地贫瘠的地方大量种植。 （2）开发保健内衣：指甲草天然染料的无毒无害，满足了绿色环保的染整要求；指甲草天然染料有药物作用，可抗菌消炎，活血化淤。 （3）开发家纺产品：由指甲草天然染料染制的床单、被罩、浴巾等家纺产品必然会因符合生态环保准和具有医疗保健功能而受到人们的青睐。
学术论文摘要
- 本文探讨了指甲草色素的最佳提取剂和提取条件以及对真丝织物不同媒染的染色性能。结果表明,较优提取工艺参数为: 以65%乙醇溶液作提取剂，料液比1:20﹑提取温度80 ℃、提取时间120 min。同时，指甲草天然染料经媒染剂染色的表观得色量均大于直接染色。媒染真丝织物的色牢度要好于直接染色。
获奖情况
- 2010年10月 辽宁省印信通环保创意大赛 获优秀奖 省第12名 奖品：三星笔记本电脑一台+
鉴定结果
- （1）指甲草色素提取工艺为低能耗提取。 （2）指甲草天然色素染料经媒染剂染色的织物的k/s值和ΔE 均有一定程度的提高。 （3）染色试样的摩擦牢度和皂洗牢度都达到3级以上的标准。
参考文献
- [ 1 ] 位丽. 二次通用旋转组合设计法优化指甲花色素对毛织物的染色工艺[J ] . 毛纺科技,2009 (6) :24 -26. [ 2 ] 韩晓俊. 天然植物染料存在的问题及其解决措施[J ] . 针织工业,2007 (5) :48 - 51. [ 3 ] 范龚健，韩永斌，顾振新，朱洪梅，刘晓骏，王正康.萝卜红色素提取工艺及其稳定性.江苏农业学报，2005， 22(2):159一161. [ 4 ]韩永斌，范龚健，顾振新，朱洪梅，江汉湖.指甲草主要物质含量及处理方式对其色素的影响.扬州大学学报，2006，27(3):81一83 [5] Mazeyar Parvinadeh. Effect of proteolytic enzyme on dyeing of wool with madder[ J ] . Enzyme and Microbial Technology , 2007,40:1719 - 1722. [ 6 ] Faleao LD，Gauche C. Stability of anthocyanins from grape skins with tannic acid in a model system[J]. Italian J Food sci2004，16(3):321-323.
同类课题研究水平概述
- 目前植物染色纺织品的享用国主要是美国、德国、日本、加拿大等地使用；植物染料价格比化工染料贵，主要应用于高档和奢侈品品牌服装的染色。国内对天然植物染料的研究正在逐步加大，但是植物染料的生产和相关染整工艺研究近几年才处于刚刚起步的阶段。仅有几家大型出口公司如海澜集团、鄂尔多斯集团、恒源祥等曾开发天然染色纺织品，但是受植物染料和染色工艺限制，少有规模生产。由海澜集团和东华大学纺织学院承担的国家863高新技术项目“天然染料制备及其在生态纺织品开发与羊毛清洁生产中的应用技术”通过国家科技部的验收，并通过了江苏省科技厅的鉴定。 但是实际生产的应用还是初级阶段。 日本的相关植物色素加工相对较成熟，但是仍不是广泛应用。
