优化柚木叶提取物染色工艺增强丝绸纺织品可持续性与抗菌性能的研究

本研究针对合成染料污染问题，创新性地利用柚木(Tectona grandis L.)幼叶乙醇提取物开发环保型丝绸染色工艺。通过优化温度(30-100°C)、时间(10-60min)和pH(3-11)参数，结合铝钾矾(AlK(SO4)2)、硫酸亚铁(FeSO4)和氯化亚锡(SnCl2)三种媒染剂预处理，获得色牢度≥4级且具抗菌活性(抑菌圈<0.20cm)的染色丝绸，为可持续纺织品开发提供新方案。

　　

纺织工业长期依赖合成染料导致严重环境污染，欧盟已明令禁用偶氮染料。与此同时，消费者对兼具生态友好和功能性的纺织品需求日益增长。丝绸作为高档天然蛋白纤维，其染色工艺亟待绿色转型。柚木(Tectona grandis L.)在东南亚广泛种植，其叶片作为农业废弃物富含多酚和醌类化合物，传统上用于染色和化妆品，但科学系统的染色性能研究仍属空白。来自泰国的研究团队在《Current Research in Green and Sustainable Chemistry》发表论文，首次全面评估柚木叶提取物对丝绸的染色性能和抗菌功能。

研究采用95%乙醇提取柚木幼叶色素，通过紫外可见光谱(UV-Vis)定量分析提取物浓度(88.27±0.45 g/L)。优化染色参数包括温度梯度(30-100°C)、时间(10-60min)和pH范围(3-11)，采用K/S值(基于Kubelka-Munk方程)和CIELab色空间评估染色效果。比较预媒染、同浴媒染和后媒染三种工艺，测试铝钾矾、硫酸亚铁和氯化亚锡(5-15 g/L)的媒染效果。通过ATR-FTIR分析染料-纤维相互作用，采用琼脂扩散法评估对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和大肠杆菌(Escherichia coli)的抑制效果。

3.1节揭示柚木叶提取物对两种测试菌株均产生<0.20 cm抑制圈，证实其抗菌活性源自醌类化合物如萘柚酮和蒽柚酮。3.2节显示90°C时K/S值最大，因高温促进纤维溶胀和氨基(-NH₂)/羧基(-COOH)与染料结合。3.3节确定60分钟为最佳染色时间。3.4节证实pH 3酸性条件最利于染色，因质子化氨基(-NH₃⁺)增强染料吸附。3.5节比较媒染效果，硫酸亚铁预媒染使K/S值达11.70，产生深棕色调；氯化亚锡产生黄红色调；铝钾矾则形成红棕色。FTIR光谱(3.6节)显示3289 cm^-1(O-H)和1618 cm^-1(C=O)峰增强，证实Fe²⁺与染料形成配位复合物。耐久性测试(3.7节)表明硫酸亚铁处理样品耐洗色牢度达4-5级，耐光色牢度4级，显著优于未媒染样品。

该研究创新性地将农业废弃物转化为高附加值纺织品染料，证实柚木叶色素通过氢键和离子键与丝绸纤维稳定结合。硫酸亚铁媒染不仅提升色牢度，还保持抗菌功能，为开发兼具美学和生物活性的"绿色"丝绸提供技术支撑。研究提出的优化参数(90°C、pH3、60分钟)和预媒染工艺可直接应用于工业生产，其循环经济模式对东南亚产丝区具有特殊价值。未来研究可探索微波辅助提取等绿色技术提升效率，并评估长期使用中的抗菌持久性。这项工作为天然染料在医用纺织品(如手术衣、伤口敷料)的应用奠定基础，推动纺织业向环境友好型转型。