液态姜黄素染料的制备及其在新型易分散染料聚酯中的应用研究

为解决天然染料姜黄素（curcumin）水溶性差、分散剂依赖性强等问题，研究人员创新性地将其制备成稳定性优异的液态染料，并应用于易分散染料聚酯（NEDDP）的绿色染色。通过研磨处理使染料粒径从494 nm降至187 nm，在100°C中性浴中染色60分钟即可获得K/S值达30的高色牢度织物，显著减少化学试剂与能源消耗。该研究为不溶性天然染料的工业化应用提供了环保新策略。

　　

研究背景
纺织印染行业长期依赖合成染料，但其带来的环境和健康风险日益凸显。天然染料如姜黄素（curcumin）虽具有生物相容性优势，却因水溶性差、染色工艺复杂（需130°C高温、大量分散剂）难以规模化应用。更棘手的是，传统聚酯纤维（PET）的高结晶度使染料渗透困难，而现有改性聚酯（如添加PEG和IPA单体的NEDDP）虽能降低玻璃化转变温度（T_g
至60°C），却缺乏适配的环保染色方案。

江苏工程研究中心的研究团队在《Journal of Cleaner Production》发表研究，通过将姜黄素转化为液态染料并优化其与NEDDP的染色工艺，实现了低温高效染色。研究采用粒径分析、SEM（扫描电镜）和FTIR（傅里叶变换红外光谱）等技术，证实液态染料粒径经研磨从494 nm降至187 nm，显著提升稳定性。染色实验表明，2% owf（按织物重量计）染料在100°C中性浴中处理60分钟，K/S值（色深指标）达30，且无需金属离子固色或还原清洗。

关键技术方法

1. 液态染料制备：选用十八胺聚氧乙烯醚1815和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠作为复合分散剂，结合机械研磨调控粒径；
2. 染色工艺优化：通过单因素实验确定温度、时间、pH值对NEDDP染色效果的影响；
3. 性能表征：采用DLS（动态光散射）分析粒径，DSC（差示扫描量热法）检测纤维热性能变化。

研究结果

1. 粒径与稳定性：添加分散剂后研磨30分钟，染料Zeta电位达-35.7 mV，储存稳定性超过30天；
2. 染色效能：中性条件下染料在NEDDP纤维无定形区渗透率提升，K/S值较传统PET提高47%；
3. 环境效益：相比高温染色工艺，新方法减少能耗28%，废水COD（化学需氧量）降低62%。

结论与意义
该研究首次将液态姜黄素染料与NEDDP结合，突破天然染料在合成纤维中的应用瓶颈。通过粒径控制和工艺优化，不仅减少50%分散剂用量，还实现常压染色，符合"双碳"目标。SEM证实染料未破坏纤维表面结构，FTIR显示无化学键合，表明染色机制为物理吸附。研究为天然染料的工业化提供了可复制的技术路径，同时推动纺织行业向绿色制造转型。