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天然植物染料的提取研究
作 者: 孙向阳
导 师: 唐淑娟
学 校: 长春工业大学
专 业: 纺织工程
关键词: 五倍子 水浸法 超声波法 微波法 超临界CO2法
分类号: TQ611
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
近年来,人们对绿色健康和环保的要求不断提高,天然染料也越来越受到人们的欢迎。根据英国染料和染色家协会给出的定义,“天然染料”是指提取于植物、动物或矿产资源中,是很少或没有经过化学加工的染料。植物染料是天然染料中最重要的一类,以其来源广、少污染、无毒害、防虫杀菌利于保存等优良特性独树一帜。一般植物的叶、皮、花和根中都含有一定量的色素。目前,在天然染料的提取方面还有很多地方值得深入研究,现在有捣碎过滤法、常规水浸法、有机溶剂浸出法、超声波提取法、微波提取法、酶法及超临界CO2等提取方法,它们是伴随着相关技术的发展而应用到染料提取的,尚未形成较为完善的应用体系,尤其是较新的方法很少大规模应用于实际生产之中。本文从天然染料染料提取方法优化比较出发,以五倍子等天然染料的提取为例,探讨出各因素对常规水浸法、超声波提取法、微波提取法及超临界CO2提取法的影响,并优化设计最佳提取工艺,讨论各方法的优劣势,以求获得一条实用、高效、经济的提取工艺。在五倍子染料提取中,水浸法所需时间最长(120min),温度要求最高(90℃),相对应的料液比要求也比较大,对酸碱度(指相对调节前的变值)的要求相对较低,但提取效率低;超声波法的时间(60min)相对水浸法大幅下降,温度(50℃)也低很多,料液比和酸碱度基本一致,提取效率高;微波法所用时间最少,酸碱度变化稍微大一些,料液比有所减少,提取效率高;超临界CO2法时间(105min)比较长,温度较小,压力要求中等,提取效率较高。在五倍子染料提取液的染色中,水浸法提取液所染织物的耐日晒牢度较佳,但耐摩擦牢度和水洗牢度一般;超声波法提取液所染的织物具有较高的耐摩擦牢度,日晒牢度和水洗牢度较佳;微波法提取液所染的织物的耐磨擦牢度较佳;超临界CO2法提取液所染织物的耐日晒牢度较好,但耐磨擦牢度较差。在植物染料的提取中,水浸法设备要求较低,但耗时耗能;超声波法虽然设备有特殊要求,但是因时间、温度要求较低,可大幅节约时间和资源;微波法的时间效率高,相对来说可以节约水资源,但处理时安全问题需倍加注意;超临界CO2法最为绿色、环保,且提取效率高,但其设备造价较高,条件要求高。
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全文目录
摘要 2-3 Abstract 3-8 第一章 绪论 8-10 1.1 天然染料的提取研究现状 8-9 1.1.1 国外研究现状 8 1.1.2 国内研究现状 8-9 1.2 本课题的研究内容及意义 9-10 第二章 天然植物染料的介绍与应用 10-18 2.1 天然染料的分类 10-13 2.1.1 按来源分类 10 2.1.2 按化学结构分类 10-13 2.1.3 按应用特点分类 13 2.2 天然植物染料的特性 13-14 2.3 天然染料的应用与发展前景 14-15 2.4 试验用药材简介 15-18 2.4.1 五倍子简介 15-16 2.4.2 五倍子的应用 16-17 2.4.3 五倍子的选择 17-18 第三章 天然染料的染料提取及染色方法 18-22 3.1 天然染料的提取方法 18-20 3.1.1 常规水浸法 18 3.1.2 捣碎过滤法 18 3.1.3 有机溶剂浸出法 18 3.1.4 超声波提取法 18-19 3.1.5 微波提取法 19 3.1.6 酶法 19-20 3.1.7 超临界CO_2提取法 20 3.2 天然染料染色方法 20-22 第四章 实验设计 22-25 4.1 材料和仪器 22 4.2 提取工艺 22 4.3 染色试验 22-23 4.4 检测指标 23-25 4.4.1 △E* 23-24 4.4.2 得率 24 4.4.3 色牢度检验指标 24-25 第五章 试验及讨论 25-46 5.1 五倍子染料的稳定性研究 25-26 5.2 常规水浸法提取五倍子染料的最佳工艺研究 26-30 5.2.1 时间对染料提取效果的影响 26-27 5.2.2 温度对染料提取效果的影响 27 5.2.3 料液比对染料提取效果的影响 27-28 5.2.4 PH值对染料提取效果的影响 28-29 5.2.5 最优方案研究 29-30 5.3 超声波法提取五倍子染料的最佳工艺研究 30-34 5.3.1 时间对染料提取效果的影响 30-31 5.3.2 温度对染料提取效果的影响 31 5.3.3 料液比对染料提取效果的影响 31-32 5.3.4 PH值对染料提取效果的影响 32-33 5.3.5 最优方案研究 33-34 5.4 微波法提取五倍子染料的最佳工艺研究 34-37 5.4.1 时间对染料提取效果的影响 34-35 5.4.2 PH值对染料提取效果的影响 35-36 5.4.3 料液比对染料提取效果的影响 36 5.4.4 最优方案研究 36-37 5.5 超临界CO_2法提取五倍子染料的最佳工艺研究 37-41 5.5.1 压力对染料提取效果的影响 37-38 5.5.2 温度对染料提取效果的影响 38-39 5.5.3 时间对染料提取效果的影响 39-40 5.5.4 最优方案研究 40-41 5.6 小结 41 5.7 染色试验及分析 41-46 5.7.1 染色工艺研究 42-43 5.7.2 不同提取方法的染色试验 43-46 结论 46-47 致谢 47-48 参考文献 48-52 作者简介 52 攻读硕士学位期间研究成果 52-53
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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 染料及中间体工业 > 天然染料
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