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研究人员为解决合成染料危害问题，开展天然染料染纤维素织物研究，得出其性能结果，意义重大。
在当今追求可持续发展的时代，纺织品染色领域正经历着深刻的变革。传统的合成染料虽然色彩丰富、染色效果好，但它却如同隐藏在暗处的 “健康杀手” 与 “环境破坏者”。合成染料在生产和使用过程中，会排放出大量含有化学物质的废水、废气，不仅严重污染空气和水源，还会对生态系统造成长期的负面影响。而且，当合成染料应用于服装染色后，在穿着过程中可能会释放出有害物质，刺激皮肤，引发过敏等健康问题，甚至存在潜在的致癌风险。因此，寻找环保、健康的天然染料替代品成为了纺织行业亟待解决的重要课题。
在这样的背景下，国外研究人员开展了一项关于天然染料在纤维素织物染色应用方面的研究，其成果发表在《Advances in Bamboo Science》上。这项研究聚焦于两种常见的天然植物 —— 茜草（Rubia tinctorum L.）和石榴（Punica granatum L.），旨在探索它们作为天然染料对纤维素织物染色后的性能表现，这对于推动纺织行业向绿色、可持续方向发展具有重要意义。
研究人员在此次研究中主要运用了以下几种关键技术方法：首先是染色技术，通过特定的工艺对两种天然染料进行提取，并将其应用于纤维素织物染色；其次利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）技术，分析织物染色前后化学结构的变化；借助扫描电子显微镜（SEM）观察染色前后织物的表面微观结构；采用标准测试方法对染色织物的色牢度进行评估；通过琼脂扩散法检测织物的抗菌活性。
1. 材料选择
研究选用了石榴皮（3 kg）和茜草根（100 g）作为天然染料的原料，其中石榴皮购自印度哥印拜陀当地农场，茜草根取自当地田间。织物则选择了 50:50 比例的香蕉棉（Musa acuminata x Gossypium）和竹棉（Bambusa vulgaris x Gossypium）混纺织物，均购自印度艾哈迈达巴德。
2. 天然染料的提取
石榴皮由于富含单宁，本身可作为媒染剂。研究人员先将收集来的湿润石榴皮在阴凉处晾干 20 天，待其变粗糙呈棕色后进行研磨、过筛，制成细粉。茜草根则经过干燥、研磨后直接用于染色，它在天然染色过程中通常也可作为媒染剂。
3. 织物预处理
为了确保染色效果，织物需要进行预处理。在预处理过程中，研究人员先通过 scouring 去除棉纤维中的天然杂质，使用 3% 的苛性钠和 3% 的纯碱，在 100°C 处理 60 分钟；再用 30% 的过氧化氢在 100°C 处理 60 分钟进行 bleaching，去除织物的固有色素。
4. 染色工艺
在染色环节，研究人员采用不同的工艺对两种天然染料进行染色。茜草染料按照 1:20 的料液比进行染色，织物先浸入冷水中，再放入 80°C 的染浴中浸泡 60 分钟，无需添加媒染剂；石榴皮染料与茜草媒染剂以 1:50 的比例混合，取 50 g 石榴皮和 50 g 茜草加入 500 ml 沸水中，织物同样先浸入冷水，再放入 80°C 染浴中浸泡 60 分钟。
5. 性能测试
染色完成后，研究人员对织物进行了一系列性能测试。通过 crocking、光照和洗涤三种方式评估织物的色牢度，用灰色分级标准进行评级；利用 FT-IR 分析染色前后织物化学结构的变化，观察波数在 500 - 3000 cm-1范围内的光谱变化；采用琼脂扩散法，以大肠杆菌（E.coli）和白色念珠菌（Candida albicans）等为测试菌种，检测织物的抗菌活性；借助 SEM 观察染色前后织物的表面微观结构。
6. 研究结果
在色牢度方面，香蕉棉和竹棉混纺织物在使用两种染料混合染色时，色牢度评级结果优于单独染色，且香蕉棉织物在 crocking、洗涤和光照后的色牢度评级比竹棉混纺织物更优。
FT-IR 分析显示，染色后的香蕉棉和竹棉织物在光谱上出现了明显变化，表明天然染料与媒染剂成功地与棉混纺织物发生了相互作用，形成了特定的功能基团，这也证明了染色过程中发生了化学结构的改变。
抗菌活性测试结果表明，染色后的香蕉棉和竹棉织物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）均表现出抗菌活性，说明染色后的织物具备一定的抗菌性能。
SEM 图像显示，染色后的香蕉棉和竹棉织物表面发生了明显的改性，与未染色的光滑表面相比，染色后的织物表面出现了不同程度的变化，这进一步证明了染料在织物表面的附着和相互作用。
研究结论表明，茜草和石榴皮这两种天然染料在应用于香蕉棉和竹棉混纺织物染色时，展现出了良好的染色性能、抗菌活性以及织物表面改性效果。尤其是在色牢度方面，香蕉棉织物表现更为突出。FT-IR 光谱分析确认了天然染料与媒染剂在棉混纺织物上的成功结合，SEM 图像直观地展示了染色后织物表面结构的变化。这些研究结果为天然染料在纺织行业的广泛应用提供了有力的理论依据和实践支持，有助于推动纺织行业朝着绿色、环保、健康的方向发展，减少合成染料对环境和人体健康的危害。同时，该研究也为进一步探索其他天然植物染料的应用奠定了基础，为纺织行业的可持续发展开辟了新的道路。
