本发明涉及石榴皮的处理方法及用途，尤其涉及一种石榴皮染料的制备方法及石榴皮染料的用途。
背景技术：
：石榴皮为石榴科植物石榴的干燥果皮，以江苏、河南等地较多种植，具有涩肠止血、驱虫之功效。目前，石榴果实被食用，但果皮却没有得到最充分的利用，通常被扔掉，造成了石榴皮的极大浪费，石榴皮中多含糅质，对人体创面具有愈合作用，石榴皮对大肠杆菌、伤寒杆菌、变形杆菌具有抑制作用，可以用作功能性纺织染料的制备。壳聚糖是甲壳素经过脱乙酞基转变而成(Chitosan)，由于分子结构中存在活泼的羟基(C3和C6)和氨基(-NH2)，它们具有较强的化学反应能力，在碱性条件下，C6的羟基可以发生加成反应；在酸性条件下，可发生水解反应使其具有可溶性；分子中活泼的氨基能够与纤维素纤维的羟基发生氢键及范德华力吸附。壳聚糖分子与纤维素结构相似，亲和性好，能够溶入纤维内部，与活性基团以氢键或共价键结合。壳聚糖是含氮阳离子型聚合物，且无毒副作用、生物相容性好、可生物降解。采用壳聚糖对纤维素纤维进行预处理，可改善石榴皮染料对纤维素纤维的亲和力，提高染料的上染能力，并且预处理绿色环保。技术实现要素：鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种石榴皮染料的制备方法及石榴皮染料的用途，克服现有技术中存在的问题。为了实现上述目的或者其他目的，本发明是通过以下技术方案实现的。一种石榴皮染料的制备方法，包括以下步骤：(1)将石榴皮干燥、粉碎；(2)将粉碎后的石榴皮加入水中，进行超声波-电加热协同处理；(3)超声处理结束后，离心过滤，所得滤液经膜设备分离、浓缩，喷雾干燥后制得石榴皮染料。优选地，步骤(1)中干燥至石榴皮含水率小于5％。优选地，步骤(1)中采用打粉机粉碎至20～40目。优选地，步骤(2)中石榴皮与水的质量体积比(kg/L)为1：(20～40)。优选地，步骤(2)中超声功率为900W～1100W。优选地，步骤(2)中超声频率为16kHz～20kHz。优选地，步骤(2)中超声时间为2h～4h。优选地，步骤(2)中超声处理温度为80℃～90℃。优选地，步骤(3)中超声结束后采用螺旋卸料沉降离心机离心后，采用100目滤布过滤，保留滤液。优选地，过滤后所得滤液依次经过陶瓷膜分离、有机膜浓缩，并浓缩至固含量为0.5％～1％。更优选地，陶瓷膜的孔径为50～100nm。所述有机膜的孔径为5nm～10nm。更优选地，所述陶瓷膜选自ZrO2陶瓷膜，所述有机膜选自聚砜类有机膜。优选地，浓缩后进行喷雾干燥，喷雾干燥的进风温度为170～190℃，出风温度为85～90℃，雾化频率为300～500Hz。本发明还提供了一种利用上述方法制得的石榴皮染料。本发明还提供了上述石榴皮染料在纤维素纤维染色中的用途。优选地，所述石榴皮染料用于纤维素纤维染色中的方法为：采用壳聚糖对纤维素纤维进行预处理，将预处理后的纤维素纤维放入石榴皮染料的染浴中进行直接染色，固色，烘干。优选地，石榴皮染料染色过程中，以待染纤维素纤维的重量为基准计，石榴皮染料的用量为2％～5％。优选地，石榴皮染料染色过程中，染色温度为60～90℃。优选地，石榴皮染料染色过程中，染色pH为6～10。优选地，石榴皮染料染色过程中，染色时间为60～120min。优选地，石榴皮染料染色过程中，染色浴比为1:20～40。优选地，石榴皮染色结束后，采用阳离子表面活性剂季铵盐类固色剂进行固色。优选地，固色剂用量为2～4％(o.w.f)，浴比为1:(10～20)，固色温度为40～60℃。进一步地，壳聚糖对纤维素纤维进行预处理的方法包括如下步骤：(a)将纤维素纤维浸润到水中，浸润结束后将纤维素纤维取出挤干水，备用；(b)将壳聚糖溶解到冰醋酸水溶液中，得溶解液；(c)将步骤(a)中备用的纤维素纤维加入到步骤(b)中的溶解液中进行处理；(d)处理结束后，采用轧车扎压，焙烘。优选地，步骤(a)中浸润温度为40℃～60℃，时间为30min～60min，浴比为1：(20～40)。优选地，步骤(b)中壳聚糖与冰醋酸水溶液的质量体积比为0.5～2g/L，冰醋酸水溶液中冰醋酸含量为0.5～2％；优选地，步骤(c)中浴比为1：(20～40)，处理温度为40℃～60℃，处理时间为30min～60min。优选地，步骤(d)中扎压压力为0.2Mpa～0.4Mpa。更优选地，扎压后在100℃～130℃下焙烘2min～6min，然后在50℃～60℃下培烘10min～30min。本发明所提供的石榴皮染料的制备方法，采用超声波法提取石榴皮染料，无需使用化学溶剂，不会造成化学溶剂的残留和污染。将所提取的石榴皮染料用于纤维素纤维染色时，首先利用生物材料壳聚糖对纤维素纤维进行预处理，改善了石榴皮染料对纤维素纤维的亲和力，提高了石榴皮染料的上染能力，绿色环保。所得到的石榴皮染料染色的纤维素纤维纺织品具有紫外防护功能，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有抗菌性。具体实施方式以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本
技术领域：
的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。实施例1一种石榴皮染料的制备方法，包括以下步骤：(1)将石榴皮原料在105℃下干燥至含水率低于5％，用打粉机粉碎至40目；(2)将粉碎后的石榴皮加入水中，进行超声波-电加热协同提取，超声功率为900W，超声频率为16kHz，超声时间3h，提取温度80℃，石榴皮与水的料液比为1:40kg/L；(3)超声处理结束后，螺旋卸料沉降离心机离心后，粗滤采用100目滤布过滤，所得滤液依次经ZrO2陶瓷膜分离、聚砜类有机膜浓缩，浓缩至固含量为0.5％，其中陶瓷膜孔径100nm，有机膜孔径5nm；喷雾干燥制得石榴皮染料；其中喷雾干燥：进风温度170℃，出风温度85℃，雾化频率300Hz。采用上述石榴皮染料染色纤维素纤维的方法：首先，采用壳聚糖对纤维素纤维进行预处理，处理方法包括以下步骤：(a)将纤维素纤维浸润到60℃温水中，浸润时间为30min，浴比为1:20，浸润处理结束后将纤维素纤维取出挤干水，备用；(b)将壳聚糖溶解到质量浓度为0.5％的冰醋酸水溶液中，壳聚糖与冰醋酸水溶液的质量体积比为0.5g/L，得溶解液；(c)将步骤(a)中的纤维素纤维加入到步骤(b)中的溶解液中进行处理，浴比1：20，温度40℃、时间40min；(d)处理结束后，采用小型轧车扎压，压力0.2Mpa；然后100℃下焙烘6min，60℃下培烘20min。然后，进行染色：将预处理后的纤维素纤维放入石榴皮染料的染浴中进行直接染色，染色温度为60℃，染色pH值为6，染色时间为90min，染料用量3％(以待染纤维素纤维的重量为基准计)，染色浴比为1:20；染色结束后采用AUR固色剂固色，固色剂用量为2％(o.w.f)，浴比1:10，固色温度40℃；烘干，即得石榴皮染料染色的纤维素纤维。实施例2一种石榴皮染料的制备方法，包括以下步骤：(1)将石榴皮原料在105℃下干燥至含水率低于5％，用打粉机粉碎至40目；(2)将粉碎后的石榴皮加入水中，进行超声波-电加热协同提取，超声功率为1000W，超声频率为18kHz，超声时间4h，提取温度85℃，石榴皮与水的料液比为1:40kg/L；(3)超声处理结束后，螺旋卸料沉降离心机离心后，粗滤采用100目滤布过滤，所得滤液依次经ZrO2陶瓷膜分离、聚砜类有机膜浓缩，浓缩至固含量为1％，其中陶瓷膜孔径100nm，有机膜孔径7nm；喷雾干燥制得石榴皮染料；其中喷雾干燥：进风温度180℃，出风温度90℃，雾化频率400Hz。采用上述石榴皮染料染色纤维素纤维的方法：首先，采用壳聚糖对纤维素纤维进行预处理，处理方法包括以下步骤：(a)将纤维素纤维浸润到50℃温水中，浸润时间为40min，浴比为1:30，浸润处理结束后将纤维素纤维取出挤干水，备用；(b)将壳聚糖溶解到质量浓度为1.5％的冰醋酸水溶液中，，壳聚糖与冰醋酸水溶液的质量体积比为1g/L，得溶解液；(c)将步骤(a)中的纤维素纤维加入到步骤(b)中的溶解液中进行处理，浴比1：30，温度50℃、时间60min；(d)处理结束后，采用小型轧车扎压，压力0.4Mpa；110℃焙烘3min，50℃培烘30min。然后，进行染色：将预处理后的纤维素纤维放入石榴皮染料的染浴中进行直接染色，染色温度为90℃，染色pH值为8，染色时间为60min，染料用量2％(以待染纤维素纤维的重量为基准计)；染色浴比为1:30；染色结束后采用阳离子表面活性剂季铵盐类固色剂固色，固色剂用量为3％(o.w.f)，浴比1:20，固色温度50℃；烘干，即得石榴皮染料染色的纤维素纤维。实施例3一种石榴皮染料的制备方法，包括以下步骤：(1)将石榴皮原料在105℃下干燥至含水率低于5％，用打粉机粉碎至40目；(2)将粉碎后的石榴皮加入水中，进行超声波-电加热协同提取，超声功率为1100W，超声频率为20kHz，超声时间2h，提取温度90℃，石榴皮与水的料液比为1:40kg/L；(3)超声处理结束后，螺旋卸料沉降离心机离心后，粗滤采用100目滤布过滤，所得滤液依次经ZrO2陶瓷膜分离、聚砜类有机膜浓缩，浓缩至固含量为1％，其中陶瓷膜孔径100nm，有机膜孔径10nm；喷雾干燥制得石榴皮染料；其中喷雾干燥：进风温度190℃，出风温度90℃，雾化频率500Hz。采用上述石榴皮染料染色纤维素纤维的方法：首先，采用壳聚糖对纤维素纤维进行预处理，处理方法包括以下步骤：(a)将纤维素纤维浸润到60℃温水中，浸润时间为60min，浴比为1:40，浸润处理结束后将纤维素纤维取出挤干水，备用；(b)将壳聚糖溶解到质量浓度为2％的冰醋酸水溶液中，壳聚糖与冰醋酸水溶液的质量体积比为2g/L，得溶解液；(c)将步骤(a)中的纤维素纤维加入到步骤(b)中的溶解液中进行处理，浴比1：40，温度60℃、时间30min；(d)处理结束后，采用轧车扎压，压力0.3Mpa；130℃焙烘2min，55℃培烘10min。染色：将预处理后的纤维素纤维放入石榴皮染料的染浴中进行直接染色，染色温度为80℃，染色pH值为10，染色时间为90min，染料用量5％(以待染纤维素纤维的重量为基准计)；染色浴比为1:40；染色结束后采用阳离子表面活性剂季铵盐类固色剂固色，固色剂用量为4％(o.w.f)，浴比1:15，固色温度60℃；烘干，即得石榴皮染料染色的纤维素纤维。性能测试：以未染色处理的空白纤维素纤维为对照样，分别对实施例1～3中染色获得的纤维素纤维、对照样的纤维素纤维进行抑菌性能测试、紫外防护功能测试。其中，抑菌性能评价参照标准GB/T20944.3-2008，测定前将待测样在温度为121℃的高压灭菌锅中灭菌30min，然后在无菌操作台中进行抑菌测定。具体结果如表1所示：表1石榴皮染料染色织物抑菌性能评价样品种类大肠杆菌(％)金黄色葡萄球菌(％)对照样0.650.32实施例198.9897.61实施例299.0697.80实施例399.2198.11由表1可以看出，使用本发明制得的石榴皮染料染色的纤维素纤维抑菌性能优于未经处理的对照样。紫外防护功能评价参照标准AATCC183-2014，测定前将待测样在温度为21±1℃，湿度为65±2％的标准条件下预处理4h后用分光光度计进行干态测试。表2石榴皮染料染色织物紫外防护性能评价样品种类UPFTUVA(％)TUVB(％)对照样17.795.320.78实施例163.230.310.37实施例262.450.340.32实施例365.780.260.24其中，UPF为紫外线防护系数，TUVA为UV-A辐射的阻隔百分率，TUVB为UV-B辐射的阻隔百分率，UV-A为315-400nm范围光谱，UV-B为280-315nm范围光谱。由表2可以看出，使用本发明制得的石榴皮染料染色的纤维素纤维紫外防护性能优于未经壳聚糖处理和石榴皮染料染色的对照样。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属
技术领域：
中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。当前第1页1 2 3