Việc chiết xuất thuốc nhuộm tự nhiên từ tinh dịch vải đã được nghiên cứu, và tính ổn định và khả năng nhuộm của thuốc nhuộm cho vải lụa cũng đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy hiệu suất chiết bằng ethanol và natri hydroxit tốt hơn so với các dung môi khác. Kết quả cho thấy độ ổn định của tinh dịch vải thiều là tốt. Quá trình nhuộm trực tiếp tối ưu là ở 90oC trong 45 phút với pH 4. Trong khi đó, hiệu suất màu và độ bền màu của vải nhuộm có thể được cải thiện bằng cách nhuộm bằng chất cầm màu. Giới thiệu Thuốc nhuộm tự nhiên là một loại thuốc nhuộm truyền thống ở Trung Quốc. Tuy nhiên, với sự phát triển của ngành công nghiệp hóa chất, thuốc nhuộm tổng hợp được sử dụng rộng rãi vì độ bóng sáng, nhiều màu sắc và độ bền màu tuyệt vời. Trong những năm gần đây, người ta đã phát hiện ra rằng hơn 100 loại thuốc nhuộm tổng hợp phổ biến có thể tạo ra các chất gây ung thư và nước thải trong quá trình in và nhuộm có hại cho môi trường. Với xu hướng cách mạng xanh toàn cầu, thế giới đã bắt đầu quan tâm nhiều hơn đến thuốc nhuộm tự nhiên 1. Trung Quốc có diện tích và sản lượng vải thiều lớn nhất thế giới. Diện tích canh tác và sản lượng vải hàng năm lần lượt chiếm 80% và 75% tổng diện tích và sản lượng của thế giới. phụ phẩm như vỏ, hạt đạt hơn 70 tấn 2. Tuy nhiên, với năng suất vải thiều cao, hầu hết các hạt vải không thể được sử dụng tốt ngoại trừ một số được sử dụng làm thuốc y học cổ truyền Trung Quốc. Ngoài ra, tinh dịch vải còn chứa các hợp chất phenolic flavonoid, hợp chất anthraquinon và terpene lacton toàn phần có tác dụng kháng viêm, diệt khuẩn mạnh 3 nên có thể hỗ trợ chữa bệnh ngoài da đối với các loại vải được nhuộm bằng thuốc nhuộm tự nhiên từ tinh dịch vải. Bài báo nhằm mục đích phát triển sắc tố tinh dịch vải làm thuốc nhuộm tự nhiên và nghiên cứu các đặc tính nhuộm của nó. Thuốc nhuộm tinh dịch vải có thể được coi là chất thay thế một số thuốc nhuộm tổng hợp để giảm thiểu chất thải, có ý nghĩa quan trọng đối với sự phát triển của ngành công nghiệp vải và dệt may sinh thái.
Translated from English to Vietnamese - www.onlinedoctranslator.com Nghiên cứu vật liệu nâng cao Vol 441 (2012) trang 127-131 © (2012) Trans Tech Publications, Thụy Sĩ doi:10.4028/ www.scientific.net/AMR.441.127 Trực tuyến: 2012-01-03 Nhuộm chiết xuất tinh dịch vải vải lụa haoyu nhân dân tệ1, 2, một, Kiến Hoa Lưu1, 2và Chí Thành Vũ1, 2, b 1Phịng thí nghiệm trọng điểm Cơng nghệ sản xuất vật liệu dệt tiên tiến, Bộ Công nghiệp Đại học Khoa học Công nghệ Chiết Giang, Hàng Châu 310018, Trung Quốc Trung tâm Nghiên cứu Kỹ thuật Nhuộm Sinh thái & Hoàn thiện Dệt may, Bộ Giáo dục, Đại học Khoa học Công nghệ Chiết Giang, Hàng Châu 310018, Trung Quốc Mộtgwuh163@hotmail.com ,byuzhicheng8@yahoo.com.cn (tác giả tương ứng) từ khóa:tinh dịch vải; Thuốc nhuộm tự nhiên; Khai thác; Nhuộm; nhuộm cầm màu Trừu tượng.Việc chiết xuất thuốc nhuộm tự nhiên từ tinh dịch vải nghiên cứu, tính ổn định khả nhuộm thuốc nhuộm cho vải lụa nghiên cứu Kết cho thấy hiệu suất chiết ethanol natri hydroxit tốt so với dung môi khác Kết cho thấy độ ổn định tinh dịch vải thiều tốt Quá trình nhuộm trực tiếp tối ưu 90oC 45 phút với pH Trong đó, hiệu suất màu độ bền màu vải nhuộm cải thiện cách nhuộm chất cầm màu Giới thiệu Thuốc nhuộm tự nhiên loại thuốc nhuộm truyền thống Trung Quốc Tuy nhiên, với phát triển ngành cơng nghiệp hóa chất, thuốc nhuộm tổng hợp sử dụng rộng rãi độ bóng sáng, nhiều màu sắc độ bền màu tuyệt vời Trong năm gần đây, người ta phát 100 loại thuốc nhuộm tổng hợp phổ biến tạo chất gây ung thư nước thải q trình in nhuộm có hại cho mơi trường Với xu hướng cách mạng xanh toàn cầu, giới bắt đầu quan tâm nhiều đến thuốc nhuộm tự nhiên [1] Trung Quốc có diện tích sản lượng vải thiều lớn giới Diện tích canh tác sản lượng vải hàng năm chiếm 80% 75% tổng diện tích sản lượng giới phụ phẩm vỏ, hạt đạt 70 [2] Tuy nhiên, với suất vải thiều cao, hầu hết hạt vải sử dụng tốt ngoại trừ số sử dụng làm thuốc y học cổ truyền Trung Quốc Ngoài ra, tinh dịch vải chứa hợp chất phenolic flavonoid, hợp chất anthraquinon terpene lacton tồn phần có tác dụng kháng viêm, diệt khuẩn mạnh [3] nên hỗ trợ chữa bệnh da loại vải nhuộm thuốc nhuộm tự nhiên từ tinh dịch vải Bài báo nhằm mục đích phát triển sắc tố tinh dịch vải làm thuốc nhuộm tự nhiên nghiên cứu đặc tính nhuộm Thuốc nhuộm tinh dịch vải coi chất thay số thuốc nhuộm tổng hợp để giảm thiểu chất thải, có ý nghĩa quan trọng phát triển ngành công nghiệp vải dệt may sinh thái thí nghiệm 1.1 Vật liệu, thuốc thử thiết bị Nguyên liệu: vải thiều (Quảng Đông Trung Quốc), tơ habotai Công ty Hangzhou HSDP Group Co., Ltd (Hàng Châu Trung Quốc) cung cấp Thuốc thử: ethanol, đồng sunfat, sắt sunfat, phèn, NaOH, mảnh xà phòng natri cacbonat mua từ chợ địa phương Tất hóa chất thuộc loại thuốc thử sử dụng mà không cần tinh chế thêm Thiết bị: Máy quang phổ Nicolet 5700 FT-IR, máy nhuộm hồng ngoại IR-12S, máy đo pH SF600, máy đo độ bền ma sát ROACHES máy quang phổ UV-Vis UV2550 Đã đăng ký Bản quyền Không chép truyền phần nội dung báo hình thức phương tiện mà khơng có cho phép văn Trans Tech Publications, www.ttp.net (ID: 149.171.67.164, University of New South Wales, Sydney, Australia-15/07/15,20:43:28) 128 Nhuộm sinh thái, hoàn thiện hóa học xanh 1.2 Khai thác Bộ mẫu vải thiều dạng bột nghiền nhỏ có trọng lượng 5g, hòa tan 100ml nước, 100ml etanol 20%, 100ml NaOH 1%, 1g NaOH với etanol 20% đun nóng 80oC tương ứng Sau lọc, thể tích dịch chiết khơng đổi đạt tới 250 ml Sau pha loãng 12,5 lần, độ hấp thụ đo máy quang phổ UV-Vis 1.3 Phân tích tính chất thuốc nhuộm 1.3.1 Ảnh hưởng pH đến độ ổn định thuốc nhuộm Mỗi 1ml dịch chiết phương pháp chiết rượu kiềm pha loãng 12,5 lần với dung dịch đệm có pH 3,04, 5,06, 6,98 9,01 Độ hấp thụ đo máy quang phổ UVVis 1.3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ ổn định thuốc nhuộm Dịch chiết ml phương pháp chiết rượu kiềm pha loãng 12,5 lần với dung dịch đệm có pH 4,01, 6,08 8,01, sau chia thành phần đun nóng nhiệt độ 20oC, 40 oC, 60oC, 80oC, 100oC tương ứng Độ hấp thụ dung dịch đo để thể ảnh hưởng nhiệt độ đến độ hấp thụ 1.4 Trích phân tích thành phần 1.4.1 Phân tích hóa học định tính Dịch chiết thuốc nhuộm thử dung dịch FeCl 1%3, dung dịch gelatin, dung dịch AlCl 1%3 dung dịch etanol 1% FeCl3 1.4.2 Phân tích quang phổ hồng ngoại Phổ FTIR-KBr sản phẩm thu máy Nicolet 5700 Trong thí nghiệm điển hình, 32 lần quét độ phân giải cm-1đã đuợc góp nhặt 1.5 Nhuộm 1.5.1 Nhuộm trực tiếp Dung dịch nhuộm chứa 30 ml dịch chiết thuốc nhuộm có tỷ lệ rượu 50:1 Dung dịch nhuộm gia nhiệt nhiệt độ khác (từ 60 đến 90oC), pH 3~8 1.5.2 Nhuộm cầm màu Chất gắn màu kim loại sử dụng để gắn màu nhuộm đồng thời FeSO4, CuSO4và KAl(SO4)2·12H2 O Dung dịch thuốc nhuộm chứa 30ml dịch chiết thuốc nhuộm chất gắn màu 1% (owf) với tỷ lệ rượu 50:1 Dung dịch thuốc nhuộm gia nhiệt 90oC pH 1.6 Thử nghiệm Độ bền màu xác định theo tiêu chuẩn: GB/T3921.1-1997 GB/T3920-1997 GB/ T8426-1998 Kết Thảo luận 2.1 Chiết xuất sắc tố 0,6 C2h5OH+NaOH NaOH C2h5Ồ h2Ô 0,5 bụng 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Bước sóng (nm) Hình Phổ hấp thụ phương pháp chiết xuất khác Nghiên cứu vật liệu nâng cao Vol 441 129 Từ Hình 1, độ hấp thụ dịch chiết ethanol NaOH cao so với dịch chiết dung môi khác, điều độ hòa tan sắc tố chiết kiềm ethanol cao 2.2 Độ ổn định dịch chiết vải 2.2.1 Ảnh hưởng pH đến độ ổn định thuốc nhuộm 0,8 0,7 pH=9 pH=7 pH=5 pH=3 0,6 0,5 bụng 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 400 450 500 550 600 650 700 750 800 Bước sóng (nm) Hình Ảnh hưởng giá trị pH đến độ ổn định thuốc nhuộm Như thể Hình 2, giá trị pH nằm khoảng 3~5, độ hấp thụ thuốc nhuộm ổn định Tuy nhiên, giá trị pH lớn 7, sắc thái màu dịch chiết vải chuyển từ vàng nhạt sang đỏ sẫm bước sóng hấp thụ cực đại có dịch chuyển sang đỏ Có lẽ chalcone 2hydroxy màu đỏ tạo phản ứng mở vịng q trình chiết xuất flavonoid 2.2.2 Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ ổn định thuốc nhuộm 1.0 1pH=4 2pH=6 3pH=8 0,9 0,8 0,7 bụng 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 20 40 60 80 100 Nhiệt độ(℃) Hình Ảnh hưởng nhiệt độ đến độ ổn định thuốc nhuộm Như thể Hình 3, với gia tăng nhiệt độ, độ hấp thụ thuốc nhuộm thay đổi, điều chứng tỏ thuốc nhuộm vải thiều giữ ổn định nhiệt độ cao 2.3 Trích phân tích thành phần 2.3.1 Phân tích hóa học định tính Bảng Phân tích thành phần hóa học tinh dịch chiết xuất vải thiều Phân tích Phương pháp Hiện tượng thí nghiệm tanin 1% FeCl33dung dịch kết tủa xanh đậm dung dịch gelatin kết tủa AlCl 1%3dung dịch màu vàng nâu kết tủa etanol 1% FeCl3 màu xanh đậm Flavonoid 130 Nhuộm sinh thái, hồn thiện hóa học xanh 2.3.2 Phân tích phổ hồng ngoại tinh dịch vải 110 100 90 80 Truyền [%] 70 60 50 40 30 20 4000 3500 3000 2500 số sóng/cm 2000 1500 1000 500 -1 Hình Phổ hồng ngoại dịch chiết tinh dịch vải Tannin flavon polyphenol tự nhiên có cấu trúc phân tử chung chứa hydroxyl, este, vòng thơm liên kết glycosid [6] Hình cho thấy đỉnh hấp thụ mạnh gần 3570 cm-1là đỉnh dao động kéo dài -OH, điều cho thấy có nhiều hydroxyl dịch chiết Đỉnh hấp thụ 2932,74 cm-1được cho rung động kéo dài đối xứng -CH Dao động khung vòng benzen tương ứng 1578,31 cm-1và 1458,08cm-1 có vòng benzen dịch chiết Đỉnh hấp thụ gần 1054,45 cm-1là rung động liên kết glycosid, điều khẳng định chiết xuất vải thiều có chứa polyphenol 2.4 Nhuộm 2.4.1 Nhuộm trực tiếp 5.0 pH=3~8 4.8 T=80℃ 4.6 K/S K/S T=60~90℃ 4.2 t=45 phút 4.0 Tỷ lệ rượu 1:50 pH=4 4.4 t=45 phút Tỷ lệ rượu 1:50 3,8 60 65 70 75 80 85 90 Nhiệt độ(℃) Hình Ảnh hưởng nhiệt độ nhuộm đến K/S giá trị vải lụa số pH Hình Tác động pH đến giá trị K/S vải lụa Hình cho thấy ảnh hưởng nhiệt độ đến độ bền màu thu từ vải nhuộm Rõ ràng độ bền màu tăng lên tăng nhiệt độ nhuộm đạt giá trị cực đại 90oC Hình cho thấy giá trị pH dung dịch nhuộm có ảnh hưởng đáng kể đến khả nhuộm vải lụa nhuộm chiết xuất vải thiều độ bền màu cao đạt pH Ảnh hưởng pH dung dịch nhuộm cho mối tương quan thuốc nhuộm cấu trúc vải lụa Vì thuốc nhuộm sử dụng tan nước chứa nhóm -OH, nên tương tác ion với nhóm amin cuối proton hóa sợi tơ độ pH axit thông qua phản ứng trao đổi ion đặc tính axit nhóm -OH Anion thuốc nhuộm có đặc tính phức tạp, liên kết xơ lực ion, lực hút ion làm tăng khả nhuộm xơ quan sát rõ ràng Hình Trong mơi trường axit, nhóm amin tơ mang điện tích dương, 131 Nghiên cứu vật liệu nâng cao Vol 441 2.4.2 Ảnh hưởng chất cầm màu đến K/S độ bền màu Bảng Giá trị K/S độ bền màu vải độ bền màu sau nhuộm chất cầm màu khác Mẫu ban đầu KAl(SO4)2·12H2Ô FeSO4 CuSO4 đóng băng khơ 3~4 4 4~5 lâu phai ướt 3~4 4 nhuộm 5 5 nhuộm lụa 4~5 5 thay đổi màu sắc 2~3 2~3 độ bền ánh sáng 4~5 3~4 Bảng cho thấy loại vải lụa nhuộm chất gắn màu sunfat sắt có độ bền màu tốt kết luận Kết cho thấy dung môi chiết tối ưu ethanol NaOH Dịch chiết vải có tính ổn định nhiệt tốt Quy trình nhuộm tối ưu sau: pH=4, 90oC 45 phút Vải có độ bền màu cao ngoại trừ thay đổi màu sắc giải cách nhuộm màu Sự nhìn nhận Các tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ngành học thuật trọng điểm hàng đầu tỉnh Chiết Giang Hóa học ứng dụng Kỹ thuật hồn tất & nhuộm sinh thái Nhóm đổi trọng điểm tỉnh Chiết Giang (Grant No.2010R50038) Người giới thiệu [1] Boling Yu, Qingrong Li, Chunyu Ma, Thử nghiệm 10 loại thuốc nhuộm tự nhiên để nhuộm len vải lụa, nhuộm hoàn thiện vải 23-3(2001) 1-7 [2] Bangguo Ge, Maoyu Wu, Fatao He, Sự phát triển ngành chế biến vải Trung Quốc, Tạp chí Chế biến Nông sản 145-8 (2008) 60-62 [3] Zhike Lu, Shen Li, Phân tích thành phần hoạt tính tinh dịch vải hoạt tính kháng khuẩn chiết xuất từ nó, Nghiên cứu rừng kinh tế 28-1 (2010) 82-85 [4] Yegao Chen, Hóa thực vật, Nhà xuất Cơng nghiệp Hóa chất, Bắc Kinh, 2004, trang 234 [5] Shuo Liu, So sánh khả chống oxy hóa hoạt tính kìm khuẩn flavonoid Euphorbia Maculate Humideuphorbia, Đại học Nông nghiệp Hồ Nam, 2007 [6] Dacheng Jiang, Nhận dạng quang phổ loại thuốc phổ biến Trung Quốc, Nhà xuất Cơng nghiệp Hóa chất, Bắc Kinh, 2006, trang 239-240 Nhuộm sinh thái, hoàn thiện hóa học xanh 10.4028/www.scientific.net/AMR.441 Nhuộm chiết xuất tinh dịch vải vải lụa 10.4028/www.scientific.net/AMR.441.127