李維賢
(華南農業大學 藝術學院,廣東 廣州 510642)
香云紗工藝中曬莨工序的染色機制
李維賢
(華南農業大學 藝術學院,廣東 廣州 510642)
采用高效液相色譜、紅外光譜等測試手段,考察香云紗工藝中曬莨工序前后薯莨單寧組分與結構的變化、纖維材料結構的變化情況,結合植物多酚化學理論,探討曬莨工序的染色作用機制。研究結果表明:在曬莨工序中,曝曬使薯莨單寧氧化形成醌式結構而顯棕色,隨著浸染、曝曬次數的增多,曬坯表面的顏色不斷加深,最終變為棕色或棕紅色。疏水鍵-氫鍵多點結合可能是薯莨單寧與絲、棉、麻等纖維結合的共同方式;化學結構的不同使得各種纖維與薯莨單寧結合的數量、強度差異很大,因而影響染色牢度。蠶絲結構中含有疏水性氨基酸以及眾多的氫鍵結合點,可形成大量的疏水鍵-氫鍵結合,因此可獲得良好的加工效果。絲綢加工效果好的另外2個原因可能是薯莨單寧與蠶絲蛋白形成共價鍵結合,以及蠶絲豐富的原纖結構,使得薯莨單寧與蠶絲的結合點顯著多于其他纖維。
香云紗;染色機制;曬莨;過泥;薯莨
香云紗染整技藝是我國廣東省特有的一種傳統手工染整工藝。因以野生植物薯莨的塊狀根莖為染料,且主要通過反復浸染、曝曬完成加工,故行業內多以“曬莨”或“曬”字稱謂相關生產術語,如“曬莨”“曬坯”(坯布)“曬莨業”“曬莨廠”“曬地”(生產場地)等;而對產品多冠以“薯莨”或“莨”字,例如薯莨紗、薯莨綢、薯莨布等。傳統的曬坯主要是絲綢,分為綢與紗2大類,綢類多為平紋綢,紗則為各種滿幅小提花的絞經紗,成品分別稱為薯莨綢、薯莨紗,簡稱莨綢、莨紗,莨紗綢即為二者的統稱。其中薯莨紗不僅具有莨紗綢類產品的外觀風格,即:面黑背棕、質地挺爽,而且穿著更為舒爽透氣,是歷史上著名的經典產品之一,曾以香云紗之名長期暢銷全國及東南亞地區。也因其傳播之廣,存在以香云紗代稱莨紗綢產品,香云紗工藝的得名也源于此。2007、2008年香云紗工藝分別被列為廣東省和國家級非物質文化遺產,均以“香云紗染整技藝”為名。為便于行文,本文簡稱為香云紗工藝,指莨紗綢的傳統制作工藝。
香云紗工藝流程很長,其中最主要的工序是曬莨和過泥。曬莨是以薯莨塊莖的水溶液(稱為莨水)浸染坯布后平鋪于草地上曝曬(因之而得曬莨之名),曬干后再浸染,然后再曝曬,浸染與曝曬反復數十次,直至曬坯的正面(曝曬面)變成棕紅色,并形成明顯涂層時方結束浸染與曝曬,即完成曬莨工序。過泥是在經過曬莨工序加工的曬坯的正面涂覆特定的泥糊,靜置若干時間后,洗去泥糊、曬干,完成過泥工序。經過曬莨工序的反復浸染、曝曬,織物被染色的同時在正面形成涂層;再經過過泥工序加工,織物正面變成黑色,而背面保持棕色不變。經過整個流程加工,織物最終獲得雙面異色的染色效果及涂層效果[1]。
本文采用高效液相色譜、紅外光譜技術,分析薯莨單寧與纖維在曬莨前后的結構變化,根據植物多酚化學理論,研究香云紗染整技藝中曬莨工序的染色機制。
1.1 實驗材料與制樣方法
表1示出坯布的規格參數。其中練白品為實驗材料,于7月至9月晴天的上午10點到下午4點在曬莨工作人員指導下按傳統工藝進行曬莨、過泥加工,洗泥后再浸染莨水1次,曬干后卷裝存放6個月后為成品[1]。實驗中留取練白品、完成曬莨工序的半成品(稱為曬莨品或曬莨半成品)、成品作為試樣。

表1 坯布規格Tab.1 Grey fabric specification parameters
注:電力紡經緯紗均為桑蠶絲。
薯莨單寧結晶的制備方法:取香云紗生產所用的薯莨塊莖鮮樣,用不銹鋼刀削皮,切碎直徑約為2 mm的顆粒,以高純水為溶劑,以料液比1∶6振蕩浸提45 min后過濾,將濾液放入冰箱4 ℃環境下放置12 h,傾倒出上清液;再放置12 h,取上清液,如此處理4次,用高速離心機離心,取上清液倒入表面皿,放入冷風冰箱中存放,直至水分完全揮發,獲得薯莨結晶,用于高效液相色譜分析和紅外光譜分析。
1.2 高效液相色譜分析
將薯莨結晶碾成粉末,曝曬若干時間后取樣,進行高效液相色譜(HPLC)分析。按1.1.2的制備方法,經過濾、4次沉淀、高速離心后制得薯莨塊莖鮮樣的水提取液,采用Agilent1100型高效液相色譜儀作HPLC分析。
色譜條件。色譜柱CAPCELL PAK C18UG120,4.6 mm×100 mm,3 μm; 洗脫液:A液為H2O(0.5% H3PO4),B液為CH3OH;流速:0.8 mL/min; 洗脫梯度:0~10 min B液由18%增加至24%,10~25 min B液由24%增加至70%,25~35 min 70%B液,35~40 min 100%B液;檢測:DAD,Sig值為280 nm;進樣量20 μL;柱溫30 ℃。
1.3 紅外光譜分析
拆解練白品中的絲線,剪成1 mm以下的碎儀屑,制成KBr壓片,用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)進行掃描分析。薯莨單寧結晶真空干燥后制成KBr壓片,進行FT-IR分析。對練白品、曬莨半成品、成品的正、反面進行衰減全反射紅外光譜(ATR)分析。紅外光譜儀:Bruker光譜儀器公司生產的Vector33型紅外光譜儀。
香云紗工藝所用的薯莨塊莖含有淀粉、纖維素和單寧等物質,其中起染色、涂層作用的關鍵物質是單寧。薯莨單寧屬于縮合單寧,是由一系列組成相近的植物多酚組成的混合物[2-3]。薯莨單寧具有植物多酚的通性,例如與蛋白質分子形成多點交聯、與金屬離子的絡合反應,以及顯色性等。
在曬莨工序中,薯莨單寧的組成、結構所發生的變化,與曬莨的染色反應密切相關,因此,可通過考察曬莨工序前后薯莨單寧組分與結構的變化、纖維材料結構的變化情況,結合植物多酚化學理論,闡釋曬莨工序的染色機制。本文主要采用高效液相色譜、紅外光譜技術分析曬莨過程中薯莨單寧和纖維的組成與結構變化。
2.1 曬莨對薯莨單寧組分的影響
為明確曬莨工序之后薯莨單寧的組成變化情況,對薯莨單寧進行模擬曬莨實驗,方法是:在香云紗生產季將薯莨結晶置于烈日下累積曝曬12 h(相當于曬莨16次的日曬量),留取樣品,再繼續曝曬12 h,共累積曝曬24 h(相當于曬莨32次的日曬量),留取樣品。然后對薯莨單寧的水提液、2種曝曬后的薯莨單寧樣品進行高效液相色譜分析,結果如圖1所示。

圖1 薯莨單寧曝曬前后的HPLC譜圖Fig.1 HPLC spectra of dioscorea cirrhosa tannin.(a) Before being solarized; (b) After being solarized for 12 hours; (c) After being solarized for 24 hours
薯莨單寧屬于多聚原花青定型縮合單寧,是由單體兒茶素和兒茶素多聚體組成混合物[2],其數均相對分子質量約為4 800,聚合度約為16;除(+)-兒茶素、(+)-表兒茶素2種單體外,薯莨單寧還含有二聚體、三聚體、四聚體等多種組分[2-4]。HPLC譜中不同流出時間的峰代表不同相對分子質量的組分,先流出的相對分子質量低,后流出的相對分子質量高;峰高代表組分的含量,含量多則峰強高。圖1所示的譜圖右邊的寬峰為兒茶素的多聚體混合物,寬峰前的眾多單峰是兒茶素二聚體以下的混合物。比較上述3張譜圖可知,未曝曬、曝曬12 h、曝曬24 h等3種薯莨單寧的出峰時間、峰形很相似,說明薯莨單寧的組成成分在曝曬前后基本無變化,即曬莨工序的反復浸染、曝曬并未改變薯莨單寧的成分,其主體結構變化不大。
2.2 曬莨前后紅外光譜分析
高效液相色譜分析表明曬莨工序未改變薯莨單寧的組成成分。為探究導致曬莨后織物被染成棕紅色的原因,再用紅外光譜考察曬莨前后薯莨單寧、纖維結構的變化情況。
選擇兒茶素(薯莨單寧的單體)、苯醌為標準物質,將曬莨工序前后織物、薯莨單寧的紅外光譜圖與標準物進行比對,分析各個吸收譜帶的波數、波形和強度變化,確定曬莨工序后纖維、薯莨單寧的基團結構的變化情況,判斷生成或消失了哪些物質,據此探討曬莨工序可能的染色機制。香云紗工藝是一種兼具涂層效果的染色工藝,因此采用傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)與衰減全反射紅外技術(ATR)進行研究。
2.2.1 練白品與薯莨單寧的紅外光譜特征
對實驗所用練白品(曬坯)及薯莨結晶進行紅外光譜分析,所得譜圖如圖2~4所示。其中圖2(a)、(b)分別為絲織物練白品的ATR和FT-IR譜圖;圖3、4分別為棉練白品和錦綸練白織物的ATR譜圖。

圖2 絲織物練白品的IR譜圖Fig.2 IR spectrum of degummed and bleached silk fabric.(a)ATR spectrum; (b) FT-IR spectrum

圖3 棉織物練白品ATR譜圖Fig.3 ATR spectrum of desized and bleached cotton fabric

圖4 錦綸織物練白品ATR譜圖Fig.4 ATR spectrum of scoured and bleached polyamide fabric

在棉的紅外圖譜(見圖3)中可看到3 000 cm-1以上有較強的羥基吸收峰,在2 896 cm-1處附近有飽和C—H的伸縮振動吸收峰,1 600 cm-1處附近有纖維素單元結構中C—O—C的伸縮振動吸收峰,1 525 cm-1處有苯環的骨架振動吸收峰,這些吸收峰與纖維素的特征吸收[6-7]相對應。



圖5 兒茶素FT-IR譜圖Fig.5 FT-IR spectrum of catechine


圖6 薯莨單寧FT-IR譜圖Fig.6 FT-IR spectrum of dioscorea cirrhosa tannin
2.2.2 曬莨后薯莨單寧的結構變化
在曬莨工序中,隨著浸染、曝曬次數的增多,曬坯表面的顏色由白色變為棕紅色,并不斷加深。其中的染色機制可能與醌式結構的出現有關。本節以苯醌為醌結構的模型分子,根據其標準紅外譜圖,比對各種曬坯在曬莨前后紅外譜圖的變化,確定曬莨加工對薯莨單寧醌結構形成的作用。
對絲織物、棉織物曬莨半成品的正、反面分別進行ATR掃描,結果如圖7、8所示;圖9示出錦綸曬莨品正面的ATR譜圖,錦綸曬莨品反面的ATR譜圖與正面的基本一致。

圖7 絲織物曬莨品的ATR譜圖Fig.7 ATR spectrum of silk fabric after sunning process.(a) Surface side; (b) Back side

圖8 棉織物曬莨品的ATR譜圖Fig.8 ATR spectrum of cotton fabric after sunning process.(a) Surface side; (b) Back side

圖9 錦綸織物曬莨品正面的ATR譜圖Fig.9 ATR spectrum of polyamide fabric′s right side after sunning process

圖10 苯醌的FI-TR譜圖Fig.10 FT-IR spectrum of benzoquinone

以苯醌的紅外譜圖為基準,將各種練白品、曬莨品的紅外譜圖與之進行比較可發現,絲、棉織物曬莨品正反面的ATR譜圖(見圖7、8),以及錦綸織物曬莨品的正面ATR譜圖(見圖9)中均出現苯醌的特征峰,而各種練白品的ATR譜圖(見圖2(a)、圖3、圖4)中并未出現這些特征峰,具體的分析如表2所示。

表2 曬莨品ATR譜的特征峰分析Tab.2 Analysis on ATR characteristic peaks of fabric after sunning process
注:括號內為苯醌出現特征峰的波數。
由表2可知,曬莨品正、反面ATR譜都普遍出現了醌的特征峰,由此推測曬莨工序引入到織物的薯莨單寧的結構部分發生了醌式變化。
薯莨單寧的基本結構單元為兒茶素,底端單元由兒茶素、表兒茶素以2∶8的比例組成,2,3-順式單元約占80%[12]。兒茶素分子中的2個芳香環(A環、B環)通過三碳鏈相連,三碳鏈中的一個碳原子與A環上的氧原子相連,構成吡喃環(C環),整個分子形成C6·C3·C6型酚類結構。在日光作用下,A環易被氧化成亞甲基醌,形成共軛的亞甲基醌發色基團,使單寧顏色變紅。而且,A環上5個—OH基團具有增色效應,也使顏色變深,反應式見圖11所示。

圖11 薯莨單寧的醌式反應Fig.11 Quinoid reaction of dioscorea cirrhosa tannin
因此,根據薯莨單寧在日光作用下易氧化成醌式結構的特點,以及經過曬莨工序后,織物表面普遍出現醌式結構的測試結果(見表2),可將曬莨后織物顏色變為棕紅色或棕色的原因解釋如下:在曬莨工序中,織物吸附的薯莨單寧在日光作用下不斷發生醌式反應,使織物顏色顯紅棕色;隨浸染、曝曬次數的增加,醌式結構不斷增多,織物顏色也不斷變深,至曬莨工序完成時,變為棕紅色或棕色。
曬莨工序使不同材質的曬坯都獲得了相似的染色效果,即都變為棕色或棕紅色,其主要原因是曬莨后薯莨單寧形成了醌式結構。在研究中還發現,不同材質的曬坯,經過曬莨、過泥完成流程后,其總體加工效果存在較大差異。主要表現在染成顏色的具體色相以及色牢度的差異方面,如表3所示。其中絲織物的加工效果最好,成品顏色最深,光澤明亮,耐洗性與色牢度都好于其他纖維原料。棉、麻織物的加工效果次之,合成纖維的加工效果較差。表3結果表明,曬坯材料不同,則薯莨單寧與纖維的結合機理、結合牢度也可能不同。

表3 不同纖維試樣經香云紗工藝處理后的色澤與色牢度Tab.3 Color and color fastness of different fibers after being treated by xiangyunsha production technology
注:色牢度按GB/T 3921.1—1997《紡織品耐洗色牢度試驗》方法1進行測試;△E為皂洗前后試樣正面的色差。
本節根據單寧與蛋白質、多糖結合的相關理論對薯莨單寧與纖維的結合機制進行探討。單寧是多基配位體,它的多酚羥基能與蛋白質的官能團形成多點結合,可能的結合方式有氫鍵結合、疏水鍵結合、離子結合、共價結合,其中以疏水鍵-氫鍵多點結合的制革理論最為成熟。單寧與多糖(如纖維素、環糊精)等大分子的分子復合反應也與單寧-蛋白質結合機制相似[13]。
3.1 疏水鍵-氫鍵多點結合分析
植物單寧在制革業中有著久遠的應用,即使是現在,鞣革也是單寧的最主要用途,制革理論是單寧化學中的重要內容。在眾多的制革理論中,最為成熟的是疏水鍵-氫鍵多點鍵合理論:單寧通過疏水鍵-氫鍵與膠原蛋白纖維間形成多點交聯,使膠原蛋白的濕熱穩定性、酶解耐受性和化學試劑耐受性提高,同時使纖維強度增加,表現出“鞣制效應”[13]。單寧具有兩親結構,大量的酚羥基和苯環使其同時具有親水性和疏水性。在蛋白質多肽中,帶芳環或脂肪側鏈的氨基酸殘基(如纈氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸)比較集中的區域,常常因疏水作用而在水溶液中形成疏水區。單寧與蛋白質的結合過程為:含疏水基的單寧首先進入蛋白質的疏水區,然后酚羥基與膠原蛋白的肽基、羥基、氨基、羧基發生多點氫鍵結合;疏水鍵和氫鍵在膠原纖維間產生廣泛的交聯,使生皮轉變為革。疏水鍵、氫鍵結合屬于弱化學作用,但由于結合點眾多,故整體的結合力是相當可觀的,這就是生皮鞣制成革后,其強力、耐受性顯著增強的原因,即“弱作用引起強變化”理論[12-14]。
皮革是由膠原蛋白纖維構成的網絡,蠶絲是蛋白質纖維,具有豐富的原纖結構層次,二者在化學結構、微觀形態結構上都有相似之處,因此用疏水鍵-氫鍵理論解釋蠶絲與薯莨單寧的結合是有結構基礎的。蠶絲含有丙氨酸、纈氨酸和脯氨酸等疏水性氨基酸,具有形成疏水區的結構基礎。蠶絲主鏈上重復出現的肽基—NH—CO—是參與薯莨單寧氫鍵結合的主體,這為多點結合提供了充分的結構保障。此外,羥基脯氨酸、蘇氨酸、酪氨酸殘基上的羥基精氨酸、組氨酸、天門冬氨酸,谷氨酸殘基上的氨基等都是可能的氫鍵結合點,因此,從結構分析的角度,蠶絲與薯莨單寧之間是可以形成多點疏水鍵-氫鍵結合的。那么,多點“弱作用”形成合力,宏觀上就表現出經過反復曬莨加工后薯莨單寧與蠶絲蛋白的“強”結合,即較好的染色牢度。
單寧與多糖反應機制目前尚未完全清楚,但已確定疏水鍵和氫鍵是二者重要的結合方式[13]。棉、麻等纖維素纖維結構中含有大量的可形成氫鍵的羥基,可與薯莨單寧通過氫鍵結合。
錦綸6是由己內酰胺開環聚合而成的長鏈分子H—[HN(CH2)5CO—]nOH,脂肪主鏈上含有酰胺基,分子末端為氨基和羥基,都可能形成氫鍵。腈綸是由3種單體構成的無規共聚物,主鏈為脂肪鏈,單體中含有的—COOCH3、—COOH等可能的氫鍵結合點。滌綸分子是由酯鍵連接的聚對苯二甲酸乙二醇酯長鏈,為強疏水性,但主鏈上的—COO—酯基和鏈末端的羥基可能形成微量氫鍵。
疏水鍵-氫鍵多點結合的有效性取決于單寧、底物二者之間形成疏水鍵和氫鍵的數量與強度。由于疏水鍵-氫鍵結合屬于分子識別的結合機制,要求單寧和各種底物(蛋白質、多糖等)在結構上互相吻合,通過氫鍵-疏水鍵形成復合產物,因此除單寧的相對分子質量與結構,底物的分子結構、極性基團、疏水性、水溶性等因素都對結合的有效性產生影響。從以上對纖維結構的分析可知,蠶絲、棉、麻等纖維在結構上都有與薯莨單寧形成疏水鍵-氫鍵,或氫鍵多點結合的可能。這就解釋了無論曬坯的材質為何種纖維,經過香云紗工藝完整流程加工的成品,其織物內部(紗線、纖維)的棕色是很難完全脫除的。
同時,纖維結構不同,與薯莨單寧之間實際形成的鍵合數量、強度必然會有差異,加上各種纖維聚集態結構、形態結構差異懸殊,所以不同纖維原料的曬坯與薯莨單寧的結合牢度必然不同,在宏觀上就表現為染色牢度和耐洗性的差異。例如,合成纖維,特別是滌綸,在結構上所含有的可能與薯莨單寧形成有效鍵合的基團很少,因此曬莨的加工效果差,表現為上色少,涂層不明顯,且染色牢度和耐洗性都很差。
3.2 共價鍵結合分析

3.3 纖維形態結構的影響
纖維的形態結構是影響織物染色性的重要因素。曬莨是一個多次浸染、曝曬的冷染過程,纖維形態可能對染色效果產生更大的影響。不同纖維原料的布料制成的香云紗的色牢度不同,蠶絲香云紗最好,棉次之,化學纖維差(見表3)。從形態結構分析,蠶絲是很纖細的天然纖維,以國產蠶絲為例,其單絲直徑僅為14~17 μm[16]。而且,蠶絲具有豐富的原纖結構層次[17-19]:每根蠶絲含有2根絲素纖維(單絲,brin),每根單絲由900~1 400根原纖(fibril)組成,而1根原纖又是由800~900根微原纖(microfibril)構成,原纖、微原纖之間還存在大量空隙,因此浸染、曝曬過程中,蠶絲有巨大的比表面積與薯莨單寧接觸,因而有比其他纖維更多的反應可及點。棉纖維截面中間的空腔,纖維結構中的大量孔隙,以及扁帶狀的外形結構也在與薯莨單寧的結合中起到了相同的效果。
而滌綸、錦綸、腈綸等人造的合成纖維,結構均勻,外表光滑,內部孔隙很少,不利于與薯莨單寧產生多點接觸。
本文采用高效液相色譜、紅外光譜等測試手段,對曬莨工序前后薯莨單寧的組分與結構的變化、纖維材料結構的變化情況進行分析、比較,根據植物多酚的有關化學理論,探討曬莨工序的染色作用機制,得到以下結論。
1)在曬莨工序中,反復曝曬使薯莨單寧氧化形成醌式結構而顯棕色,因此隨著浸染、曝曬次數的增多,曬坯表面的顏色不斷加深,最終變為棕色或棕紅色,但曬莨并未改變薯莨單寧的組成成分,其主體結構變化不大。
2)疏水鍵-氫鍵多點結合可能是薯莨單寧與絲、棉、麻等纖維結合的共同方式;化學結構的不同,導致各種纖維與薯莨單寧之間的鍵合數量、結合強度差異很大;纖維聚集態結構、形態結構的差異也是影響纖維與薯莨單寧結合牢度的因素;這些影響因素共同作用,在宏觀上表現為香云紗工藝對不同纖維原料織物的染色效果差異明顯。
3)香云紗工藝對蠶絲織物具有良好的加工效果的主要原因是蠶絲分子結構中含有疏水性氨基酸以及大量的氫鍵結合點,可形成大量的疏水鍵-氫鍵結合。其次,蠶絲蛋白與薯莨單寧形成共價鍵結合也是可能的原因。此外,蠶絲豐富的原纖結構使之與薯莨單寧的結合點顯著多于其他纖維原料。
因此,在香云紗加工過程中,這3個因素共同作用使蠶絲織物獲得良好的加工效果。
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致謝 本文研究曾得到四川大學廖學品教授、南京林業大學孫達旺教授的指導,江西師范大學的邵俊副教授在光譜解譜方面給予了切實的幫助,在此向他們表示衷心感謝!
[1] 李維賢,趙耀明,師嚴明.香云紗的加工工藝及其生態性[J].印染,2008,34(16):30-33,38.LI Weixian,ZHAO Yaoming,SHI Yanming.Ecological manufacture of gambiered guangdong silk[J].China Dyeing & Finishing,2008,34(16): 30-33,38.
[2] 孫達旺.植物單寧化學[M].北京:中國林業出版社,1992:379-411.SUN Dawang.Plant Tannins Chemical[M].Beijing: China Forestry Publishing,1992:379-411.
[3] BATES-SMITH E C,SWAIN T.Comparative Biochemistry[M].New York: Academic Press,1962:764.
[4] HSU Fenglin,NONAKA Genichiro,NISHIOKA Itsuo.Tannins and related compounds,isolation and characterization of procyanidins in dioscorea cirrhosa lour[J].Chemical and Pharmaceutical Bulletin,1985,33(8):3293-3298.
[5] 王正熙.紅外光譜分析和鑒定[M].成都:四川大學出版社,1990:22.WANG Zhengxi.Infrared Spectrum Analysis and Appraisal[M].Chengdu:Sichuan University Press,1990:22.
[6] 梁治齊.紅外光譜在紡織纖維鑒別上的應用[J].北京聯合大學學報,2000,14(1):13-15.LIANG Zhiqi.Application of infrared spectroscopy in fiber identification[J].Journal of Beijing Union University,2000,14(1):13-15.
[7] 陶麗珍,潘志娟,蔣耀興,等.基于紅外光譜的滌/棉混紡比定量分析[J].紡織學報,2010,31(2):19-23.TAO Lizhen,PAN Zhijuan,JIANG Yaoxing,et al.Quantitative determination on blend ratio of polyester/cotton by FTIR[J].Journal of Textile Research,2010,31(2):19-23.
[8] 李波陽.顯微紅外光譜法鑒別纖維的種類[J].公安大學學報(自然科學版),2000(2):48-50.LI Boyang.Identification of fiber types by microscopic Fourier transform infrared spectroscopy[J].Journal of Chinese People′s Public Security University(Science and Technology Edition),2002(2):48-50.
[9] 吳藥鏡,錢和生.漫反射法測定紡織纖維樣品的紅外光譜[J].紡織學報,1991,12(3): 10-12,20.WU Yaojing,QIAN Hesheng.Measurement of fourier transformation infrared spectrum for textile fiber by diffuse reflection method[J].Journal of Textile Research,1991,12(3): 10-12,20.
[10] 刑其毅.基礎有機化學[M].第3版.北京:高等教育出版社,1992:75-79.XING Qiyi.Basic Organic Chemistry[M].3rd ed.Beijing: Higher Education Press,1992:75-79.
[11] 蔣克妮,羅慶云,孫達旺,等.薯莨及紅根皮單寧組分的研究(凝縮類單寧組分研究之四)[J].林產化學與工業,1988,8(1):32-38.JIANG Keni,LUO Qingyun,SUN Dawang,et al.Tannins from dioscorea cirrhosa and rosa spp.bark (studies on condensed tannins IV)[J].Chemistry and Industry of Forest Products,1988,8(1):32-38.
[12] 石碧,狄瑩.植物多酚[M].北京:科學出版社,2000:199-215.SHI Bi,DI Ying.Plant Polyphenol[M].Beijing: Science Press,2000: 199-215.
[13] 石碧,何先祺,張敦信,等,植物鞣質與膠原的反應機理研究[J].中國皮革,1993,22(8):26-31.SHI Bi,HE Xianqi,ZHANG Dunxin,et al.Studies on vegetable tannin and interaction mechanism with collagen[J].China Leather,1993,22(8):26-31.
[14] RUSSELL A E,SHTTLEWORTH S G,WILLIAMS-WYNN D A.Further studies in vegetable tannage[J].Journal of Society of Leather Technologists and Chemists,1967,51(10): 349-361.
[15] FOO Y,PORTER L.Some recent advances in the chemistry of condensed tannins (proantho cyanidins polymers) relevant to their use as industrial chemicals[J].APPITA,1986,39(6):477-480.
[16] 王華杰,蔣耀興,陸馨,等.蠶絲纖維形態結構研究[J].紡織學報,1987,8(4):12-15.WANG Huajie,JIANG Yaoxing,LU Xin,et al.Study on morphological structure of silk fiber[J].Journal of Textile Research,1987,8(4): 12-15.
[17] 平林潔,重松正矩.絹の微細構造[J].蠶絲科學と技術,1985,24(5):56-59.
[18] 李維賢,師嚴明,趙耀明.蠶絲紙的抄制及其性質[J].中國造紙學報,2003,18(1):66-69.LI Weixian,SHI Yanming,ZHAO Yaoming.Preparation of silk paper and its properties[J].Transactions of China Pulp and Paper,2003,18(1): 66-69.
[19] 北條舒正.殼絹絲の構造[M].日本:信州大學纖維學部,1980:179-181.
Dyeing mechanism of sunning process in production of gambiered Guangdong silk
LI Weixian
(SchoolofArts,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou,Guangdong510642,China)
To investigate the dyeing mechanism of the sunning process,the chemical constructive changes of dioscorea cirrhosa tannin and fibers before and after processing were analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC) and infrared spectroscopy (IR).According to the test results and in combination with plant polyphenols chemical theory,it shows that firstly,during the sunning process,dioscorea cirrhosa tannin was oxidized and converted to quinoid structure by solarization.With the deepening of the process,the surface color of the fabric became darker,eventually became brown or brownish red; secondly,the multipoint combination of hydrophobic bond and hydrogen bond may be the common mode in which Dioscorea cirrhosa tannin combined with silk,cotton and hemp fiber.The number and strength of combination varied greatly with the difference of fibers′chemical structure,thus affecting dyeing fastness.Hydrophobic amino acids and many combining sites for hydrogen bonding were contained in silk structure,so that a large number of hydrophobic bonding and hydrogen bonding could be formed,and a better processing effect could be achieved; and thirdly,the other two possible factors contributing to silk′s good processing effect were,respectively,the covalent bonds between tannin and silk,and the richness of silk′s fibrillar structure,which significantly increased the bonding points between silk and tannin,compared with the other fibers.
gambiered Guangdong silk; dyeing machanism; sunning; mudding; dioscorea cirrhosa
10.13475/j.fzxb.20150803309
2015-07-31
2015-11-14
教育部人文社會科學研究項目(11YJA760038)
李維賢(1967—),女,副教授,博士。研究方向為植物染料與傳統印染工藝、服裝史論。E-mail: lilaoshi@scau.edu.cn。
TS 193.1
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