（纺织化学与染整工程专业论文）影响天然彩丝织物性能的因素及深加工技术研究.pdf

r ：、j _ ? 一jk - 上 苏州大学学位论文使用授权声明 1 1 1 11 1 1i i i iii ll l1 1 11 l y 17 3 2 9 8 3 本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定， 即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸 质论文的内容相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献 信息情报中心、中国科学技术信息研究所( 含万方数据电子出版社) 、 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子 文档，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存和汇编学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索。 涉密论文口 本学位论文属 在年一月解密后适用本规定。 非涉密论文口 论文作者签名：龟j l 日 导师签名：雅日 影响天然彩丝织物性能的因素及深加工技术研究 中文摘要 影响天然彩丝织物性能的因素及深j nt 技术研究 中文摘要 天然彩丝是通过转基因手段、遗传工程等方法让蚕吐出带有颜色的茧丝而获得 的。天然彩丝由于具有绿色环保和保健等优良品质，其开发和应用必将受到人们的关 注。 本文研究了天然彩丝经低浓度的酸、碱、盐、氧化剂和还原剂处理后其自身颜色 受到的影响。研究结果表明酸处理对天然彩丝的色光影响较大；氢氧化钠处理对其表 面色深影响较大；次氯酸钠可对天然彩丝中的氨基酸起到氧化作用，使天然彩丝泛黄 发暗；保险粉可对天然彩丝织物产生较小程度的漂白作用。 采用扫描电镜、红外光谱、x 射线衍射、力学性能分析和热重分析等手段，探讨 了经过超声波处理和等离子体处理后天然彩丝的结构和性能变化。结果表明，处理后 天然彩丝表面出现纵向条纹，结晶度降低，热分解温度降低，断裂强力和断裂伸长率 下降，并且经过等离子体处理后天然彩丝的构象向p 折叠转化。 比较了天然彩丝和普通白丝在吸附性能方面的差异。天然彩丝对f e 2 + 、n n o 和 酸性橙i i 的平衡吸附量分别为5 8 2 m g g 、2 2 2m # g 和1 0 4 5 m g g ，均高于普通白丝的 吸附量。天然彩丝对f e 2 + 的吸附饱和值为3 6 6 3 m g g ，要高于普通白丝的2 7 7 m g g 。 天然彩丝对酸性橙i i 的吸附饱和值为6 6 2 3 m g g ，普通白丝的为4 8 0 8 m g g 。 探讨了1 ，2 ，3 ，4 丁烷四羧酸( b t c a ) 整理对天然彩丝日晒牢度的影响。结果表明 经b t c a 整理的效果比较好，日晒牢度可以提高2 级左右。 关键词：天然彩丝、颜色、结构、吸附性能、b t c a 作者： 指导教师： 井凯 王祥荣教授 a b s t r a c tr e s e a r c ho nt h ef a c t o r sw h i c ha f f e c tt h ep e r f o r m a n c eo f n a t u r a lc o l o rs i l kf a b r i ca n dt h ed e e p - p r o c e s s i n gt e c h n o l o g y r e s e a r c ho nt h ef a c t o r sw h i c ha f f e c tt h ep e r f o r m a n c eo f n a t u r a lc o l o rsi l kf a b r i ca n dt h ed e e p p r o c e s s i n gt e c h n o l o g y a b s t r a c t n a t u r a lc o l o rs i l ki so b t a i n e db yt r a n s g e n i cm e a n s ，g e n e t i ce n g i n e e r i n ga n do t h e r m e t h o d sb yw h i c hw a yt h es i l k w o r mc a ns p i tc o l o rc o c o o n b e c a u s eo fe n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o na n dg o o dq u a l i t yh e a l t hc a r eo ft h en a t u r a lc o l o rs i l k ，t h e i rd e v e l o p m e n ta n d a p p l i c a t i o ni sb o u n dt ob ep e o p l e sa t t e n t i o n i nt h i sp a p e r , t h ei n f l u e n c eo ft h ec o l o ro fn a t u r a lc o l o rs i l kf a b r i cw h i c hi st r e a t e db y l o wc o n c e n t r a t i o no f a c i d ，a l k a l i ，s a l t ，o x i d i z i n ga n dr e d u c i n ga g e n ta r es t u d i e d t h er e s u l t s s h o wt h a tt h ea c i dt r e a t m e n tp r o d u c eag r e a t e ri m p a c to nt h ec h r o m a t i cl i g h to fn a t u r a l c o l o rs i l kw h i l et h es o d i u mh y d r o x i d et r e a t m e n tp r o d u c eag r e a t e ri m p a c to nt h es u r f a c e c o l o rd e p t h ；s o d i u mh y p o c h l o r i t eh a sp l a y e dao x i d i z i n ga c t i o no nt h ea m i n oa c i d ，s ot h e n a t u r a lc o l o rs i l kb e c o m ey e l l o w i n ga n dd a r k e n ；s o d i u mh y d r o s u l f i t et r e a t m e n tc a n p r o d u c eal e s s e rb l e a c h i n ge f f e c to nt h en a t u r a lc o l o rs i l kf a b r i c s i n f r a r e ds p e c t r o s c o p y , x - r a yd i f f r a c t i o n ，s c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p e ，t h e r m o g r a v i t y a n a l y s i s 、m e c h a n i c a lp r o p e r t i e st e s ta r eu s e dt od i s c u s st h ec h a n g e so nt h es t r u c t u r ea n d p r o p e r t i e so fn a t u r a ls i l kc o l o rt r e a t e db yu l t r a s o n i ca n dp l a s m a t h er e s u l t ss h o wt h a t v e r t i c a ls t r i p e sa p p e a ro nt h es u r f a c eo fn a t u r a lc o l o rs i l ka f t e rt r e a t m e n t ，t h ec r y s t a l l i n i t y d e c r e a s e d ，t h et h e r m a ld e c o m p o s i t i o nt e m p e r a t u r eb e c o m el o w e r , t h eb r e a k i n gt e n a c i t ya n d b r e a k i n ga l o n g a t i o nd e c l i n e d ，a n da f t e rt h ep l a s m at r e a t m e n tt h en a t u r a lc o l o rs i l kt r a n s f o r m y a m t ot h ep - s h e e tc o n f o r m a t i o n t h ed i f f e r e n c e so fa d s o r p t i o np e r f o r m a n c eb e t w e e nt h en a t u r a lc o l o rs i l ka n dn o r m a l w h i t es i l ka r ec o m p a r e d n a t u r a lc o l o rs i l kw i r ep a i r so ff e p ，n n oa n da c i do r a n g ei ii n e q u i l i b r i u ma d s o r p t i o nc a p a c i t ya r e5 8 2 m g g ，2 2 2m e d ga n d10 4 5 m g g ，a r ea l lh i g h e r t h a nn o r m a lw h i t es i l k t h ea d s o r p t i o no ff e 2 + s a t u r a t i o nv a l u eo fn a t u r a lc o l o rs i l ki s 3 6 6 3 m g gw h i c hh i g h e rt h a nt h ew h i t es i l ko f2 7 7 m g g t h ea d s o r p t i o no fa c i do r a n g e i is a t u r a t i o nv a l u eo fn a t u r a l c o l o rs i l ki s 6 6 2 3 m g gw h i l et h en o r m a lw h i t es i l ki s 4 8 0 8 m g g r e s e a r c ho nt h ef a c t o r sw h i c ha f f e c tt h ep e r f o r m a n c eo f n a t u r a lc o l o rs i l kf a b r i ca n dt h ed e e p p r o c e s s i n gt e c h n o l o g y a b s t r a c t t h ee f f e c to f1 , 2 ，3 ，4 一b u t a n et e t r a c a r b o x y l i ca c i d ( b t c a ) f i n i s h i n go nt h el i g h t f a s t n e s so fn a t u r a lc o l o rs i l ka r ed i s c u s s e d t h er e s u l t ss h o wt h a tt h el i g h tf a s t n e s sc a n i n c r e a s ea b o u t2g r a d e sa f t e rf i n i s h i n g k e y w o r d s ：n a t u r a lc o l o rs i l k ；c o l o r ；s t r u c t u r e ；a d s o r b a b i l i t y ；b t c a i i i w r i t t e nb y ：j i n gk a i s u p e r v i s e db y ：w a n gx i a n g r o n g i v 目录 第一章前言1 1 1 天然彩丝的生产途径1 1 1 1 利用现代育种技术2 1 1 2 在蚕的食物中添加色素生产彩色茧丝2 1 2 天然彩丝的结构和性能。2 1 2 1 天然彩丝的颜色2 1 2 2 天然彩丝的组成和性能3 1 3 天然彩丝的应用现状_ 5 1 4 本课题的研究目的和意义6 参考文献7 第二章影响天然彩丝颜色稳定性因素的研究9 2 1 实验9 2 1 1 真丝材料9 2 1 2 化学药品9 2 1 3 实验仪器1 0 2 1 4 实验方法1 0 2 1 5 测试方法1 l 2 2 实验结果与讨论1 2 2 2 1 酸处理对天然彩丝颜色的影响1 2 2 2 2 碱处理对天然彩丝颜色的影响1 4 2 2 3 无机盐处理对天然彩丝颜色的影响1 6 2 2 4 氧化剂处理对天然彩丝颜色的影响18 2 2 5 还原剂处理对天然彩丝颜色的影响2 0 2 2 6 脱胶前预处理对脱胶后彩丝颜色的影响2 2 2 3 本章小结。2 3 参考文献2 3 第三章超声波、等离子体处理对彩丝结构和性能的影响2 4 3 1 实验2 5 3 1 1 真丝材料2 5 3 1 2 实验仪器2 5 3 1 3 实验方法2 6 3 1 4 测试方法2 6 3 2 实验结果与讨论2 7 3 2 1 超声波处理对彩丝结构和性能的影响2 7 3 2 2 等离子体处理对彩丝结构和性能的影响3 3 3 3 本章小结3 7 参考文献3 8 第四章天然彩丝和普通白丝的吸附性能研究4 1 4 1 实验4 1 4 1 1 真丝材料：4 1 4 1 2 化学药品4 1 4 1 3 实验仪器4 1 4 1 4 实验方法。4 0 4 2 实验结果与讨论。4 2 4 2 。1 白丝、彩丝对金属离子f e 2 + 的吸附4 2 4 2 2 白丝、彩丝对表面活性剂n n o 的吸附4 5 4 2 3 白丝、彩丝对染料酸性橙i i 的吸附4 7 4 3 本章小结5 1 参考文献。5 0 第五章天然彩丝的日晒牢度研究51 5 1 实验5 l 5 1 1 实验材料51 5 1 2 化学药品5 1 5 1 3 实验仪器5 1 5 1 4 实验方法51 5 1 5 牢度测试5 2 5 2 实验结果与讨论5 2 5 2 1b t c a 用量的影响5 2 5 2 2 次亚磷酸钠用量的影响5 2 5 2 3 蒸化温度的影响5 3 5 2 4 蒸化湿度和蒸化时间的影响5 3 5 3 本章小结5 4 参考文献5 4 第六章结论5 5 硕士期间发表的学术论文5 7 致谢5 8 影响天然彩丝织物性能的冈素及深加工技术研究第一章前言 第一章前言 丝绸之路是历史上横贯欧亚大陆的贸易交通线，在历史上促进了欧亚非各国和中 国的友好往来。中国是丝绸的故乡，在经由这条路线进行的贸易中，中国输出的商品 以丝绸最具代表性。自古以来，真丝就有”丝绸皇后”的美誉。到了现代，人们又赋予 了它“健康纤维”、“保健纤维”的美称。真丝纤维中含有人体所必须的十八种氨基酸， 与人体皮肤所含的氨基酸相差无几，所以被称为人类的“第二皮肤”。穿着真丝衣服， 不但能够防止紫外线的辐射、防御有害气体的侵入、抵抗有害细菌，而且还能增强体 表皮肤细胞的活力，促进皮肤细胞的新陈代谢，同时对某些皮肤病有良好的辅助治疗 作用。因此，真丝纤维的保健功能是任何纤维都无法相比、无法替代的。另外，由于 一 具有特殊的吸湿性和透气性，真丝纤维还有调节体温、调节水分的作用。 目前，普通白蚕丝的加工大多都需要对其进行染色或漂白，在这个过程中需要消 耗大量水资源并且产生大量的工业废水，对环境造成严重的污染。而且随着经济的发 展和生活水平的提高，以及世界各国相继出台的一系列生态纺织品的标准，人们越来 越关注纺织品加工中有害物质的使用和残留化学品对人体健康的影响。天然彩棉的出 现和使用赢得广泛的认可，因此科研工作者将研究重心转移到了天然彩丝方面。天然 彩丝的色素来自于桑叶或蚕体内自身合成，可以避免化学染料对人体的危害，也避免 了印染废水对环境的污染。天然彩丝织物的色彩自然柔和，已被公认为高档的绿色环 保和保健织物，具有广阔的发展前剽1 1 。 在天然彩色蚕丝的开发应用方面，日本、中国、泰国、柬埔寨、越南和印度等国 家进行了很多研究工作。中国地域广大，大部分地区都适宜开发彩色蚕茧和野蚕茧资 源。彩色蚕茧线色泽较稳定，在染整加工中变色较小，有一定的耐光牢度，是开发高 档纺织品的极优材料。 1 1 天然彩丝的生产途径【1 】 目前，彩色蚕茧主要通过以下几种途径获得，第一是利用现代育种技术获得彩色 茧蚕品种；第二是利用对桑蚕添食生物有机色素得彩色蚕茧。 第一章前言影响天然彩丝织物性能的因素及深加工技术研究 1 1 1 利用现代育种技术 现代育种技术主要包括生物工程的转基因手段和遗传工程。转基因手段是将国内 外原始优良的彩色茧基因通过转基因技术转移到白色蚕茧品种上，从而得到能够吐出 彩色蚕丝的茧蚕新品种。但是此方法培育出的家蚕品种容易退化，在实用性上与家蚕 杂交种相比处于劣势。遗传工程是利用桑蚕品种资源库的桑蚕天然有色茧基因，获得 良好的天然彩色育种材料，选育成了天然彩色茧实用品种系列。此方法所获得的茧丝 颜色比较稳定，具有长远性战略意义。安徽省农科院蚕桑研究所与中国科技大学联合 承担的省级重点攻关项目“天蚕丝质基因转基因家蚕新品种培育”研究已经取得成功 口1 ；四川成都华神集团资源昆虫生物技术中心通过转基因手段生产出新蚕种，这些蚕 种能够吐出五颜六色的蚕丝。这种由转基因手段得到的天然彩色蚕茧，主要分为红、 黄、绿三个色系，颜色多达十几种3 】；苏州大学通过基因重组法，将彩色茧基因转移 到高产优质的白色蚕茧品种上，选育出彩色茧蚕品种；四川西南大学研究人员利用家 蚕天然有色茧基因和现代育种技术，也选育出天然彩色茧蚕品种；浙江桐乡市试养浙 江大学动物科学院提供的彩色蚕茧品种也成功地获得了彩色蚕茧。 1 1 2 在蚕的食物中添加色素生产彩色茧丝 蚕的绢丝腺体是控制桑蚕吐丝功能的器官，它的颜色决定了蚕丝的颜色。在绢丝 腺发育时期，通过在桑蚕的饲养过程中添加色素，从而影响桑蚕肠壁和丝腺细胞的色 素通透性，使桑蚕吐出有色蚕丝。安徽省农科院蚕桑研究所和安徽省丝绸公司通过在 桑蚕饲养过程中添食经过处理的有机色素，即在桑蚕五龄至上蔟时将色素喷洒在桑叶 上，使桑蚕结出不同颜色的蚕茧，但这一方法违背了天然彩丝生态环保的宗旨。日本 农村水产省新蚕丝技术研究分部及群马县蚕业试验场利用现有的养蚕设备，采用在食 物中添加色素的方法，进行彩色茧的生产，并且取得成功1 4 】。但是由于食物差别、蚕 吃食量、添加色素量等因素的影响，桑蚕从食物中所获得的色素也不同，因而造成了 不同蚕茧系或同一蚕茧不同茧层中色素的分布也存在着差异。 1 2 天然彩丝的结构和性能 1 2 1 天然彩丝的颜色 蚕丝是天然纤维中珍贵品种，而天然彩色蚕丝更为珍贵。天然彩丝无毒无害、色 影响天然彩丝织物性能的因素及深加工技术研究 第一章前言 彩自然、色调柔和、色泽丰富而艳丽，有些颜色还是采用染色等方法难以达到的色泽。 彩色茧丝主要有黄红茧系和绿茧系两大类。黄红茧系包括淡黄、金黄、肉色、红色、 篙色、锈色等；绿茧系包括竹绿和绿色两种。 黄红茧系的颜色来自桑叶中的类胡萝卜素( 3 - 胡萝i - 素、新生b 胡萝卜素) 和叶 黄素色素( 叶黄素、蒲公英黄素、紫黄素、次黄嘌呤黄素) 。黄红茧丝的颜色主要集 中在丝胶上。茧丝的颜色种类多，深浅差异大，除了有匹g j , b 层都有色的蚕茧外，还有 只有内层或外层有色的蚕茧。绿茧丝的色素主要为黄酮色素，在中肠和血液中合成。 黄茧中叶黄素含量占6 2 - - 7 7 ，b 胡萝卜素的含量占2 2 3 8 ，两者的比例接 近3 ：1 。彩色蚕丝的黄酮色素含量和类胡萝卜素含量明显高于白色蚕丝。黄色蚕丝黄 酮色素含量比白色蚕丝高3 0 ，类胡萝卜素含量高3 3 倍；绿色蚕丝黄酮色素含量比 白色蚕丝高4 倍，类胡萝卜素含量高9 倍【5 】。 1 2 2 天然彩丝的组成和性能 天然彩丝是一种具有典型原纤型构造的长丝纤维，具有丝胶丝素的双组分结构， 二者在纤维中大致成层状平行排列，并且提供2 种不同的折射率【6 】。天然彩丝主要由 丝胶和丝素两种蛋白质组成，它们都是由十八种氨基酸组成，他们的共同特点都是0 【- 氨基酸，其结构示意图如图1 1 所示。丝胶和丝素占茧丝总量的9 0 以上，其中丝胶 含量占2 0 - - 3 0 ，丝素含量占7 0 - - 8 0 ，此外还含有少量的无机物、脂蜡、色素和 碳水化合物等其他组分【7 j 。 h n c h c o o h z r 图1 10 【氨基酸结构示意图 丝胶是一种水溶性球状蛋白物质【8 1 ，它以丝素为中心附着于丝素的外围形成同心 柱，由外到内依次为丝胶i 、丝胶i i 、丝胶i i i 和丝胶。丝胶中丝氨酸、天门冬氨酸、 谷氨酸、苏氨酸、赖氨酸和精氨酸等的含量都要比丝素中高得多【9 1 。在这十八中氨基 酸中，其中有八种是人体必需的氨基酸，例如丝氨酸和甘氨酸都是由神经胶质细胞产 生的营养因子【1 0 , 1 1 。在这些氨基酸的侧链中，都具有亲水性的官能团，如羟基、羧基 和氨基等，因此丝胶具有良好的水溶性。有研究表明，丝胶蛋白分子的肽链中，d 折叠构象越多，越难溶解于水，而无规的卷曲越多，越易溶解于水。由于丝胶蛋白分 第一章前言 影响天然彩丝织物性能的因素及深加工技术研究 子肽链缺乏规整的排列，结晶度是相当低的。 经降解、水解或酶解处理后获得的水溶性丝胶及其水解产物具有多种药理作用或 生物活性功能，在药物与医用生物材料方面有重要应用价值。天然彩丝的丝胶具有较 强的分解自由基活性的特性，是一种天然抗氧化剂，在化妆品、医药、食品添加剂等 领域有广泛的应用前景。丝胶蛋白可以溶于卤代醋酸制成无毒、透明、均质的人工器 官和医用生物材料。分子量较大的丝胶肽可用于合成纤维、天然纤维或合成皮革等材 料的表面改性，也可广泛用于床上用品、内衣裤和尿布等，分子量较小的丝胶肽可用 于化妆品和功能性保健品等，还能促进肠胃对矿物营养物质的吸收与消化。此外，还 可以将丝胶中的天然色素提炼出来以代替化学色素。 丝素蛋白完全水解后也可以得到十八种氨基酸，侧链小的乙氨酸和丙氨酸含量特 别多，其次是丝氨酸、络氨酸，这四种氨基酸占氨基酸总量的绝大部分。丝素有丝素 i 和丝素i i 两种不同的晶体结构方式。其中丝素i 是水溶性的，包括无规线团和a 螺旋两种结构，丝素i i 是水不溶性的，有着反平行p 折叠结构。丝素蛋白的聚集态结 构被认为由结晶区和无定形区两大部分组成。结晶区的丝素主要以丝素i i 的形式存 在，肽链链段排列整齐，相互之间结合的比较紧密，能够经受较强外力的拉伸，所以 断裂强度大。无定形区的丝素肽链排列疏松，且相互缠结，可经外力拉伸变直，在外 力去除后又可以部分回复原状，因而天然彩丝有较好的断裂伸长度和弹性回复率。 研究表明，随着吸湿量的增加，丝素断裂伸长增加。丝素蛋白膜具有优良的透湿 性、延伸性和强韧性，对生物体细胞具有吸附和增殖功能，由于它独特的理化性能， 目前已经在生物医学材料领域被广泛的研究应用，如固定化酶材料、细胞培养基质、 药物缓释剂和人工器官等。蚕丝的养颜美肤功能，主要与蚕丝中所含的丝素蛋白有关。 丝素蛋白中所含有的氨基酸和微量元素与人体皮肤有较强的亲和力，将天然彩丝中的 丝素用化学方法加以降解，使丝素蛋白长链分子分解为小分子水解产物丝素肽【1 2 1 ，容 易被皮肤、毛发吸收，可用作营养护肤、护发高级化妆品的添加剂。现代生化技术和 纳米技术的诞生，进一步提高了肌肤对丝素蛋白及其他微量元素的吸收。丝素蛋白材 料具有良好的生物相容性，能制备成膜、凝胶、微胶囊等多种形态的材料。 和普通白丝相比，天然彩丝也含有酰胺i 、酰胺i i 、酰胺i i i 和酰胺，分子中存 在无规卷曲、p 折叠结构和a 螺旋结构。天然彩丝的结晶度为4 4 4 ，要低于普通白 丝的4 7 5 t 1 3 】。天然彩丝和普通白丝纤维横截面的形状都为带圆角的钝角三角形，但 4 影响天然彩丝织物性能的因素及深加工技术研究 第一章前言 天然彩丝的截面比较平整，而且其丝素纤维看起来结构比较紧密。天然彩丝的热失重 温度要高于普通白丝，但最后白丝的残留量要比天然彩丝多。在力学性能方面，天然 彩丝的伸长要比普通白丝的长，断裂强度较白丝的低。天然彩丝的断裂伸长率比普通 白丝的稍大，弹性模量比普通白丝的小。 1 3 天然彩丝的应用现状 天然彩丝倍受人们的喜爱，首先在于它具有高级的外观。具体表现为它有珍珠般 的光泽和色泽，柔软的手感和良好的形象感。天然彩丝具有多孔性结构，所以穿着舒 适，有着冬暖夏凉的特点，表现为有良好的保温性、吸湿性和放湿性。彩丝的导热系 数低，因而是保暖性良好的材料。 天然彩丝是蛋白质纤维，对人体生理有较好的适应性，可以被用作外科缝合线和 结扎线。天然彩丝的外层丝胶有很好的抗菌作用，用蚕丝无纺布接种黄色葡萄球菌、 绿浓杆菌、大肠杆菌、枯草杆菌等，使接种的细菌数减少9 9 9 ，可用此特性医治皮 肤病。而且天然彩丝对大肠杆菌、m r s a 、绿脓菌的抑菌率均比普通白丝是高出3 9 以上【。 天然彩丝蛋白质纤维中含有的芳香族氨基酸，使其具有良好的紫外线吸收性。此 外，织物的颜色对紫外线透射率也有影响。颜色越深，紫外线透射率越小。天然彩丝 织物较深的颜色可使紫外线的透射率减小，对u v - b 透过率小于0 5 ，u v - a 和u v - c 透过率不足2 ，可以保护皮肤免受紫外线的有害影响。用丝素制成化妆品，也是旨 在利用蚕丝的这一特性。 天然彩丝具有丝鸣感。丝鸣是指蚕丝纤维受n 多 f - 力作用，纤维表面产生相互摩擦， 使纤维振动而产生的优雅的鸣感。人体对丝鸣的感觉，不仅是听觉，还有触觉，是人 的大脑对音感和触感的共合谐调感。 天然彩丝的抗氧化功能好。生物在不良的生活环境中会不断产生多种活性氧自由 基( h 2 0 2 、h o 等) ，这些自由基氧化能力强，能破坏生物机体。天然彩丝分解这些 自由基的能力远远高于普通白丝，其中绿色蚕丝能分解9 0 左右活性自由基，黄色蚕 丝有分解5 0 左右自由基的功效。将彩色蚕丝制成内衣、化妆品，有很好护肤养颜作 用，可免除这些活性基对人体的危害。 无论是在日常生活还是工业生产中，天然彩丝都有着种种突出的优点，但它也有 第一章前言影响天然彩丝织物性能的因素及深加工技术研究 不足之处。一方面天然彩丝织物极易起皱。主要原因是由于丝素的结晶度比较低，天 然彩丝内部存在着大量的空隙，非结晶区的丝蛋白大分子之间有氢键、范德华力等分 子间作用力相联系，缺少化学交联。当天然彩丝织物受到外力作用时，这些键力断 裂或减弱，分子链发生相对滑移。外力去除时，这种变形不能完全恢复，故而产生折 皱。另外一方面天然彩丝的色牢度较差。天然彩丝的色素主要集中在丝胶当中，丝胶 主要由蛋白质组成，在剿丝过程中容易被氧化而褪色；天然彩丝有较好的紫外线吸收 能力，因而高强度的日晒会影响到天然彩丝的颜色，还会使其强力下降。针对天然彩 丝的不足之处，本文将在原有的研究基础之上，进一步研究天然彩丝的结构和性能， 以期能够为解决其不足提供理论依据，使天然彩丝能够更好的发挥其优势。 1 4 本课题的研究目的和意义 天然彩丝具有天然、生态环保、保健等优点，在加工过程中可以减少环境污染， 在使用过程中可以促进人类健康，具有很好的商业前景。但人们对天然彩丝的一些性 能还处于未知状态，并且利用天然彩丝过程中有待攻关的技术难点也比较多。所以， 为了更好的开发利用天然彩丝，必须对其自身的性能和深加工技术进行研究。本项目 的研究符合生态、环保、资源利用、可持续发展等一系列国际社会认同的发展理念。 同时，天然彩丝的推广可以增加蚕农收益，可以巩固和提升蚕丝的纤维皇后地位，可 以解决蚕区的“三农”问题，对加快社会主义新农村建设步伐有着十分重要的战略意 义。 本课题将系统的研究天然彩丝的结构和性能，超声波处理和等离子体处理对天然 彩丝的结构和性能的影响，以及提高天然彩丝日晒牢度的技术，本研究将给出各种处 理后数据，为天然彩丝的进一步研究提供理论依据。本课题主要研究以下几个方面的 内容： ( 1 ) 影响天然彩丝颜色稳定性的因素。本实验研究了酸、碱、盐、氧化剂和还 原剂等化学试剂对天然彩丝颜色方面的影响。通过改变所用试剂的浓度、处理时间、 处理温度对天然彩丝处理，探讨了处理后天然彩丝的列s 值、l 木值、a 幸值和b 幸值的 变化及原因。还研究了在天然彩丝脱胶的预处理过程中添加增稠剂对天然彩丝颜色保 留率的影响。 ( 2 ) 超声波、等离子体处理对天然彩丝的结构和性能的影响。本实验采用不同 6 影响天然彩丝织物性能的因素及深加工技术研究第一章前言 的处理条件处理天然彩丝，通过扫描电镜、红外光谱、x 射线衍射、力学性能测试和 热重分析等测试手段进行了分析。 ( 3 ) 天然彩丝和普通白丝在吸附性能方面差异的研究。本实验研究了两种蚕丝 纤维对金属离子、表面活性剂和染料的吸附，并进行相关比较。 ( 4 ) 天然彩丝的日晒牢度。本实验采用1 ，2 ，3 ，4 丁烷四羧酸( b t c a ) 、固色剂 3 a 和柠檬酸处理天然彩丝，讨论了处理过程中处理剂的浓度，处理时间等因素对天 然彩丝日晒牢度的影响。 参考文献 1 】瞿永彩色蚕丝及其织物的性质与应用【j 】丝绸，2 0 0 6 ，( 9 ) ：4 8 - 5 0 2 隗文瑞，范久戈，范涛等家蚕天然彩色茧的研究 j 】安徽农业科学，2 0 0 2 ，5 ， 3 0 【3 范涛家蚕天然彩色茧丝研究进展 j 】安徽科技，2 0 0 2 ，( 1 2 ) ：3 0 3 1 4 】徐世清，王建南，陈息林等天然彩色茧丝资源及其开发利用( 1 ) 【j 】丝绸，2 0 0 3 ， ( 1 ) ：4 2 4 3 【5 】梁海丽，葛君家蚕天然彩色茧丝的色素特性研究 j 】丝绸，2 0 0 5 ，( 6 ) ：2 0 2 2 【6 】6 李维红，牛春娥，郭天芬等蚕丝的性质一特点及鉴别方法 j 安徽农业科学， 2 0 0 9 ，3 7 ( 9 ) ：4 1 5 1 4 1 5 2 【7 】王菊生主编染整工艺原理第1 册 m 】北京：中国纺织出版社1 9 8 7 ，1 2 【8 】张雨青丝胶蛋白的药理及其在医用材料上的应用【j 】纺织学报2 0 0 3 ，2 4 ( 3 ) ： 9 9 1 0 0 【9 王菊生主编染整工艺原理第2g l m 北京：中国纺织出版社1 9 8 7 ，1 2 10 】m i t o m aj ，f u r u y as ，h i r a b a y a s h iy an o v a lm e t a b o l i cc o m m u n i c m i o n b e t w e e nn e u r o n sa n da s t r o c y t e s ：n o n - e s s e n t i a la m i n oa c i dl - s e r i n er e l e a s e df r o m a s t r o c y t e si se s s e n t i a lf o rd e v e l o p i n gh i p p o c a m p a ln e u r o n s j j o u r n a lo fn e u r o s c i e n c e r e s e a r c h ，1 9 9 8 ，3 0 ( 2 ) ：1 9 5 1 9 9 【1 1 】m i t o m aj ，k a s a m a t ，f u r u y as ，e ta 1 o c c u r r e n c eo fa nu n u s u a lp h o s p h o l i p i d ， p h o s p h a t i d y l l - t h r e o n i n e ，i n c u l t u r e dh i p p o c a m p a l n e u r o n s j t h e j o u r n a lo f 7 第一章前言 影响天然彩丝织物性能的因素及深加工技术研究 b i o l o g i c a lc h e m i s t r y ，1 9 9 8 ，2 7 3 ( 3 1 ) ：1 9 3 6 3 1 9 3 6 6 【1 2 】周国军丝肽的研制开发 j 】香料香精化妆品，1 9 8 9 ，( 1 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；明胶( 化学纯，上海山浦化工有限公 司) ；平平加o ( 工业品，上海试剂总厂) ；2 7 0 9 碱性蛋白酶( 工业品) 2 1 3 实验仪器 数显恒温水浴锅h h 6 ( 常州国华电器有限公司) b e n z 连续小样轧染机( 台湾瑞比有限公司) 精密电子天平j j 2 0 0 型( 美国双杰兄弟有限公司) d h em a t h i s 汽蒸机( 瑞士) u l t r a s c a nx e 型测色仪( 美国h u n t e r l a b 公司) 电热恒温鼓风干燥箱d h g 9 0 7 0 a ( 上海精宏实验设备有限公司) 精密酸度计p b 1 0 型( 上海雷磁仪器厂) 2 1 4 实验方法 2 1 4 1 酸溶液处理 将盐酸溶液、硫酸溶液、醋酸溶液分别配置成浓度为2 5g l ，5g l ，1 0g l 的 溶液，并加入浓度为0 0 5 9 l 的平平加o ，称取一定质量己脱胶的天然彩丝分别放入 已经配置好的各种酸溶液中，在规定的温度下处理一定的时间，然后水洗至中性，烘 干后放入干燥器备用【l 】。 2 1 4 2 碱溶液处理 将氢氧化钠、碳酸钠配置成浓度为2 5g l ，5g l ，1 0g l 的溶液，并加入浓度 为0 0 5 9 l 的平平加o ，称取一定质量已脱胶的天然彩丝分别放入已经配置好的各种 碱溶液中，在规定的温度下处理一定的时间，然后水洗至中性，烘干后放入干燥器备 用【2 】o 2 1 4 3 盐溶液处理 将氯化钙、氯化锌配置成浓度为1 0 、2 0 的溶液，并加入浓度为0 0 5 9 l 的平 平加o ，称取一定质量已脱胶的天然彩丝分别放入已经配置好的各种盐溶液中，在规 定的温度下处理一定的时间，然后水洗至中性，烘干后放入干燥器备用【3 1 。 1 0 影响天然彩丝织物性能的因素及深加工技术研究第二章影响天然彩丝颜色稳定性冈素的研究 2 1 4 4 氧化剂处理 将次氯酸钠溶液配置成浓度为1 0 9 l ( 有效氯含量为1 9 l ) ，2 0 9 l ( 有效氯含量 为2 9 l ) 的溶液，并加入浓度为0 0 5 9 l 的平平加o ，将其p h 调至6 9 ，分别放入染 杯中。称取一定质量己脱胶的天然彩丝分别放入已配置好的次氯酸钠溶液中，在规定 的温度下处理一定的时问，然后水洗至中性，烘干后放入干燥器备用【4 1 。 将双氧水配置成浓度为9 m l l 和1 2m l l 的溶液，并加入浓度为0 0 5 9 l 的平平 加0 ，称取一定质量已脱胶的天然彩丝分别放入已经配置好的各种盐溶液中，在规定 的温度下处理