【摘要】：作為天然色素的重要組成部分,微生物色素具有生產(chǎn)周期短,產(chǎn)量大,不受季節(jié)、氣候和地域限制,條件易于控制,種類豐富等優(yōu)點,近年來受到廣泛關注。作為微生物色素的主要組成部分,微生物胞內色素由于水溶性差,在用作紡織品染料前需要使用有機溶劑將其從菌體內部萃取出來,配制染液時也需要加入一定量的有機溶劑來溶解色素。有機溶劑的大量使用增加了色素提取和織物染色的成本,同時與天然染料綠色環(huán)保的理念相背離。絕大多數(shù)微生物染料與纖維素親和力低,對纖維素纖維織物染色時一般使用媒染的方法。傳統(tǒng)媒染劑多含有重金屬離子,其中許多被列入生態(tài)紡織品禁用名單。同時,媒染劑會與微生物染料上的某些活性基團發(fā)生絡合反應,破壞微生物染料寶貴的功能性。針對以上兩方面問題,本文以一種熱穩(wěn)定性較好的微生物胞內色素——靈菌紅素為研究對象,進行了以下工作:1、通過在粘質沙雷氏菌發(fā)酵液中添加非離子表面活性劑Tween 80,首次使用表面活性劑發(fā)酵體系制備了平均粒徑為184.3 nm的靈菌紅素納米懸浮液,實現(xiàn)了胞內色素在發(fā)酵過程中的直接提取。此納米懸浮液可直接作為染液用于織物染色,通過此方法制備靈菌紅素染液的過程有效避免了有機溶劑的使用,并簡化了染液制備工序。2、設計了基于溶劑增溶機制的納米靈菌紅素對棉織物染色和固色方法,在不使用媒染劑的條件下,實現(xiàn)了靈菌紅素對棉織物直接染色。結果顯示當在染液中加入25%乙醇時,棉織物在90 ℃下染色75 min得色最深。染色棉織物具有良好的耐摩擦、耐皂洗、耐汗?jié)n色牢度。同時,染色棉織物繼承了靈菌紅素的抗菌活性,對金黃色葡萄球菌的抑菌率達到94.1%,對大腸桿菌的抑菌率為51.4%。3、設計了基于pH調控機制的納米靈菌紅素對棉織物染色和固色方法,在不使用媒染劑,不添加有機溶劑的條件下,實現(xiàn)了靈菌紅素對棉織物直接染色。結果顯示當納米懸浮染液的pH值為3時,在溫度90 ℃條件下染色60 min,棉織物K/S值達到最大。拉伸斷裂強力和XRD分析表明最優(yōu)條件下染色棉織物未受到明顯損傷�？咕鷮嶒灡砻髅蘅椢锏目咕钚耘c織物色深度呈正相關。在最優(yōu)染色條件下,棉織物對金黃色葡萄球菌的抑菌率達到99.2%,對大腸桿菌的抑菌率達到85.5%。另外,細胞相容性實驗顯示染色棉織物無潛在的細胞毒性,與未經(jīng)染色的織物相比,L929細胞的生長情況基本一致。4、實現(xiàn)了基于納米懸浮體系的靈菌紅素對聚酯和真絲織物上染及固色。聚酯織物染色的最優(yōu)溫度為110℃,時間為30 min,染液pH值對聚酯織物的顏色和抗菌性能影響明顯。隨著染液pH值的增大,聚酯織物的顏色表現(xiàn)出由紫色到紅色的變化過程。當染液pH值高于靈菌紅素等電點時,聚酯織物不再表現(xiàn)出抗菌活性。真絲織物的最優(yōu)染色溫度和時間分別為80 ℃和30 min,由于真絲纖維和靈菌紅素分子在不同pH條件下的靜電作用力不同,染液pH值對染料的上染量及織物色深度影響明顯。由于真絲織物中蛋白質分子為細菌提供了營養(yǎng)物質,相比于棉織物和聚酯織物,染色真絲織物對大腸桿菌的抑菌率較低。靈菌紅素納米懸浮液對聚酯和真絲織物的染色過程不需使用有機溶劑,綠色環(huán)保。
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TS190.2;TQ920.6
【圖文】：

素成分含量較低，約占色素總量的５％，所以紅曲色素呈現(xiàn)紅色。應用價值較高逡逑的紅曲色素主要成分包括安卡紅曲黃素、紅曲素、紅曲玉紅素、紅斑紅曲素、紅逡逑曲玉紅胺和紅斑紅曲胺，分子結構如圖１－３所示。這６種色素均能溶于乙醚、氯逡逑仿、乙醇、醋酸、正己烷等有機溶劑［２４＇２６１。逡逑３逡逑

紫色桿菌素是微生物產(chǎn)生的一種次級代謝產(chǎn)物，目前所發(fā)現(xiàn)的能產(chǎn)紫色桿菌逡逑素的微生物均屬于細菌｜３Ｍ４１。紫色桿菌素屬于吲哚衍生物，由兩個色氨酸分子氧逡逑化縮合而成，其結構如圖１－７所示。此微生物色素是一種非極性的藍黑色素，微逡逑溶于水，易溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯和四氫呋喃等有機溶劑，一般選擇逡逑乙醇作為紫色桿菌素的提取溶劑逡逑Ａ邋ｎ逡逑Ｉ邐ＨＯ邐Ｈ逡逑Ｈ逡逑圖１－７紫色桿菌素結構式逡逑Ｆｉｇ．邋１－７邋Ｃｈｅｍｉｃａｌ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ邋ｆｏｒｍｕｌａ邋ｏｆ邋ｖｉｏｌａｃｅｉｎ．逡逑６逡逑

中的羧基數(shù)量更多，色素上的－０Ｈ和－ＮＨ－會和－ＣＯＯＨ形成氫鍵，從而更多地被逡逑吸附到纖維上，導致此色素對粘膠纖維織物具有較好的染色性能。通過蠟染的方逡逑法，用明礬、硫酸鐵等作為媒染劑，對絲織物染色，染色后的織物如圖１－８所示。逡逑—邐ｊ逡逑圖１－８紫色桿菌素蠟染絲織物１２２１逡逑Ｆｉｇ．邋１－８邋Ｓｉｌｋ邋ｆａｂｒｉｃ邋ｄｙｅｄ邋ｗｉｔｈ邋ｖｉｏｌａｃｅｉｎ邋ｂｙ邋ｂａｔｉｋ邋ｍａｋｉｎｇ．逡逑徐瑩瑩等１２７１使用紫笆桿菌的發(fā)酵液直接作為染液對真絲織物染色，染色溫度逡逑分別設定為２５邋°Ｃ、３７邋°Ｃ、４２邋°Ｃ、７０邋°Ｃ，浴比１：２０，染色結束后對真絲織物進逡逑行水洗烘千。其中７０°Ｃ條件下得到較好的染色效果，如圖１－９所示，從左到右逡逑分別為染色邋0＿５ｈ、ｌ．Ｏｈ、１．５ｈ、２．０ｈ、２．５ｈ、３．０ｈ、３．５ｈ、４．０ｈ、４．５ｈ，可以逡逑看出，絲織物色深度基本隨著染色時間的增加而增大。逡逑７逡逑

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本文編號：2771301