天然靛藍(lán)與合成靛藍(lán)染色棉織物的快速鑒別

天然靛藍(lán)與合成靛藍(lán)染色棉織物的快速鑒別

0天然染料染色織物的鑒別近年來，隨著人們對(duì)服裝回歸自然的要求越來越高，天然染料也越來越受到重視。它不僅具有色澤和加工的環(huán)保作用，還具有抗菌、紡織品傷口等保健功能。因此,市場上可能會(huì)出現(xiàn)以合成染料染色織物冒充天然染料染色織物的欺詐現(xiàn)象,這不僅損害消費(fèi)者利益,而且還會(huì)使消費(fèi)者對(duì)天然染料的功效產(chǎn)生誤導(dǎo),因此市場需要一種快速系統(tǒng)地鑒別天然染料染色織物的方法。天然靛藍(lán)染料是藍(lán)草植物由酒糟和熟石灰發(fā)酵制得,它的色素成分除靛藍(lán)外,還含有一定量的靛玉紅,少量的靛棕、靛黃等色素。不同種類的藍(lán)草植物以及不同時(shí)節(jié)采摘的藍(lán)草提取得到的靛玉紅含量不等,約占總色素含量的5%~20%,而且靛玉紅的抗氧化性比靛藍(lán)要強(qiáng)很多。因此,檢測(cè)紡織面料上是否含有靛玉紅色素,是鑒別面料究竟是天然靛藍(lán)還是合成靛藍(lán)染色的基礎(chǔ)。圖1是靛藍(lán)和靛玉紅色素的分子結(jié)構(gòu)。1試驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)原料及試劑純棉平紋織物(125g/m2),硅膠G薄層板(10cm×20cm,青島海洋化工廠),合成靛藍(lán)染料(粒狀,工業(yè)級(jí)),天然靛藍(lán)(膏狀,貴州蠟染廠),靛藍(lán)、靛玉紅標(biāo)準(zhǔn)品(中國藥品生物制品檢定所),濃硝酸、氫氧化鈉、保險(xiǎn)粉、環(huán)己烷、甲醇、氯仿、丙酮等試劑均為分析純。1.2ertorlp6儀器U\|3010紫外分光光度儀(日本日立公司),Digieye數(shù)慧眼測(cè)色系統(tǒng)(英國Vervide公司),MettlerToledoXP6微量天平(美國梅特勒\|托利多公司),RE52CS型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠),展開池(200mm×100mm臥式),DragonmedTopPette移液槍(大龍醫(yī)療設(shè)備有限公司),SHA\|B型數(shù)顯恒溫震蕩器(常州國華電器有限公司),DHG\|9140A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)。1.3保險(xiǎn)粉織物微膠囊防染料染色靛藍(lán)隱色體制備:采用干缸還原法,合成靛藍(lán)2%(owf),天然靛藍(lán)100%(owf)(烘干粉狀),氫氧化鈉1.2g/L,保險(xiǎn)粉1.6g/L,浴比1∶50,70℃下還原10min。隱色體染色:織物3g,染色溫度35℃,采用多次浸軋染色,每次浸軋1min(帶液率100%),氧化3min,重復(fù)6次。皂煮工藝:氫氧化鈉1g/L,凈洗劑2091g/L,100℃皂洗10min,皂煮后水洗烘干。1.4測(cè)試分析1.4.1蒸發(fā)結(jié)晶色譜分析n分別稱取1mg靛藍(lán)、靛玉紅標(biāo)準(zhǔn)品溶解在1mL氯仿中,作為對(duì)比展開液。取天然、合成靛藍(lán)染色棉織物各0.2g置于20mL氯仿溶液中,80℃回流沸煮10min,過濾后在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀上35℃濃縮至2mL,在硅膠板上做薄層色譜分析。展開體系體積比:環(huán)己烷∶三氯甲烷∶丙酮=5∶4∶2,用移液槍點(diǎn)樣0.2μL,展開15min后觀察斑點(diǎn)顏色及測(cè)量各色斑Rf值,用Digiteye(數(shù)慧眼測(cè)色系統(tǒng))在D65光源下拍照,其中Rf值=L(色素)/L(展開劑),式中:L(色素)表示靛藍(lán)、靛玉紅色素在上述展開體系中移動(dòng)的距離(cm),L(展開劑)表示流動(dòng)相(展開劑)前沿移動(dòng)的距離(cm)。1.4.2織物中央部位觀察分別剪取天然、合成靛藍(lán)染色棉布(3cm×3cm)各一塊,吸取一滴濃硝酸慢慢滴到所剪織物中央部位,觀察顏色變化,用Digieye(數(shù)慧眼測(cè)色系統(tǒng))在D65光源下拍照。1.4.3對(duì)照液的制備用MettlerToledoXP6微量天平精密稱取0.2mg靛藍(lán)、靛玉紅標(biāo)準(zhǔn)品,將其溶解在5mL甲醇中作為對(duì)照液。再分別剪取0.5g天然靛藍(lán)和合成靛藍(lán)染色棉織物置于20mL試管中,加入10mL甲醇,50℃水浴加熱萃取15min,不斷震蕩,觀察甲醇萃取液顏色,用U\|3010型紫外可見光分光光度儀測(cè)試對(duì)照液與天然、合成靛藍(lán)染色棉織物甲醇萃取液的可見光區(qū)的吸收光譜,掃描波長360~780nm。2結(jié)果與討論2.1合成藍(lán)染色棉織物天然和合成靛藍(lán)染色棉織物薄層測(cè)試結(jié)果如圖2所示。由圖2可知,天然靛藍(lán)染色棉織物氯仿萃取液在環(huán)己烷∶氯仿∶丙酮體積比為5∶4∶2的展開體系中展開后出現(xiàn)兩個(gè)色斑,上端為藍(lán)色斑點(diǎn),下端為紫紅色斑點(diǎn),其Rf值分別與靛藍(lán)(Rf=0.78)、靛玉紅(Rf=0.55)標(biāo)準(zhǔn)品相同;而合成靛藍(lán)染色棉織物氯仿萃取液展開后僅出現(xiàn)一個(gè)藍(lán)色色斑,其Rf值與靛藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)品相同。由此可判斷,經(jīng)薄層色譜測(cè)試,同時(shí)出現(xiàn)紫紅色和藍(lán)色色斑的是天然靛藍(lán)染色棉織物,僅出現(xiàn)藍(lán)色色斑的是合成靛藍(lán)染色棉織物。同時(shí),需要注意的是,硅膠板從展開池中取出后需及時(shí)觀察展開的色斑并劃線測(cè)量,過一段時(shí)間后色斑會(huì)變淡直至消失。2.2濃催化劑的氧化濃硝酸氧化測(cè)試天然靛藍(lán)和合成靛藍(lán)染色棉織物結(jié)果如圖3所示。由圖3可知,將濃硝酸滴到天然靛藍(lán)染色棉織物上后,出現(xiàn)了兩個(gè)同心圓色素圈,內(nèi)層是大的淡紫紅色色圈,外層是黃綠色色圈;水洗后,天然靛藍(lán)染色棉織物外層的黃綠色色圈完全被洗掉,而內(nèi)層由淡紫紅色變?yōu)樽霞t色。這是因?yàn)榈逵窦t色素不能被濃硝酸所氧化,而靛藍(lán)色素能被濃硝酸氧化成黃色。圖4是靛藍(lán)色素被濃硝酸氧化的示意圖,其反應(yīng)原理是濃硝酸對(duì)靛藍(lán)色素的苯環(huán)發(fā)生硝化作用,生成黃色的芳香硝基化合物,天然靛藍(lán)染色棉織物外層黃綠色色圈是靛藍(lán)色素被氧化的黃色和外圈未被氧化靛藍(lán)一起所呈現(xiàn)的顏色。將濃硝酸滴到合成靛藍(lán)染色棉織物上后,出現(xiàn)了兩個(gè)同心圓色素圈,外層為黃綠色,內(nèi)層為淡黃色,水洗后,合成靛藍(lán)染色棉織物上的黃色和黃綠色色圈都能被徹底洗掉,這是因?yàn)楹铣傻逅{(lán)染色棉織物上的靛藍(lán)色素被濃硝酸氧化后形成的黃色、黃綠色物質(zhì)與棉織物沒有親和力。由此可知,經(jīng)濃硝酸氧化測(cè)試,由內(nèi)到外依次出現(xiàn)淡紫紅色、黃綠色兩個(gè)色圈,經(jīng)水洗后僅剩下紫紅色色圈的是天然靛藍(lán)染色棉織物;由內(nèi)到外出現(xiàn)淡黃色、黃綠色色圈,經(jīng)水洗后色圈全部消失的是合成靛藍(lán)染色棉織物。2.3生產(chǎn)現(xiàn)代棉織物的最大吸收波長用U\|3010型紫外可見光分光光度儀測(cè)試靛藍(lán)、靛玉紅標(biāo)準(zhǔn)品對(duì)照液與天然、合成靛藍(lán)染色棉織物甲醇萃取液在可見光區(qū)的吸收光譜,結(jié)果如圖5所示。從圖5可以明顯看出,天然靛藍(lán)染色棉織物的甲醇萃取液在610nm處有一個(gè)明顯的吸收峰,與靛藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)品的吸收峰相一致;在563nm處有一吸收峰,與靛玉紅標(biāo)準(zhǔn)品的最大吸收波長(543nm)有一定差距。這是因?yàn)樘烊坏逅{(lán)中靛藍(lán)和靛玉紅色素的吸收峰相距較近,導(dǎo)致兩者吸收曲線相互疊加所致;合成靛藍(lán)染色棉織物甲醇萃取液僅在610nm處有吸收峰,與靛藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)品的吸收峰相一致。由此可知,經(jīng)可見光吸收光譜測(cè)試,同時(shí)在563nm和610nm處出現(xiàn)吸收峰的是天然靛藍(lán)染色棉織物,而僅在610nm處出現(xiàn)吸收峰的是合成靛藍(lán)染色棉織物。此外,還可以根據(jù)萃取液的顏色來鑒別所測(cè)試棉織物是天然還是合成靛藍(lán)所染。天然靛藍(lán)染色棉織物甲醇萃取液呈紫紅色,而合成靛藍(lán)染色棉織物甲醇萃取液呈淡藍(lán)色,這是因?yàn)榈逵窦t色素易溶于甲醇,而靛藍(lán)色素微溶于甲醇,因此雖然天然靛藍(lán)染色棉織物中靛藍(lán)色素比靛玉紅色素多,其甲醇萃