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摘 要

天然植物染料栀子黄在现代纺织业早已广泛应用，天然染料成为主流，有着广阔的应用前景。天然植物染料的抗菌性与安全性也受到国内外消费者人群的喜爱。天然染料相对于合成染料而言染色性能差、染色牢度低，染色性能问题一直未得到彻底解决。本文就栀子黄天然染料从分子角度来探究栀子黄的染色性能问题，研究栀子黄的主要成分藏花素与服用大分子之间的作用力对栀子黄的染色牢度的影响。经过探究，使用高斯软件与MS软件的精确度不同。在高斯软件计算下，栀子黄与服用大分子之间存在着氢键。由于氢键的存在，导致了天然植物染料上染率差及染色牢度差的问题。

关键词：栀子黄 天然染料 动力学 模拟

Study on the Supramolecular Effect between Gardenia Yellow Natural Dyes and Macromolecules

Abstract

The natural vegetable dye gardenia yellow has been widely used in modern textile industry. Natural dyes have become mainstream and have broad application prospects. The antibacterial properties and safety of natural plant dyes are also loved by consumers at home and abroad. Natural dyes have poor dyeability and low color fastness with respect to synthetic dyes, and the problem of dyeing performance has not been completely solved. This article explores the dyeing properties of Gardenia Yellow from the viewpoint of molecular angle from the molecular point of view, and studies the color fastness of Gardenia Yellow, the main component of Gardenia Yellow, and the force of taking macromolecules on Gardenia Yellow. influences. After exploration, the accuracy of using Gaussian software and MS software is different. Calculated by Gaussian software, there are hydrogen bonds between gardenia yellow and macromolecules. Due to the existence of hydrogen bonds, the problems of poor dye uptake and poor color fastness of natural plant dyes have been caused.

KeyWords: gardenia yellow; natural dye; kinetics; simulation

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1栀子黄天然染料的概况 1

1.1.1天然染料的发展 1

1.1.2栀子黄天然染料染色的特点 1

1.1.3栀子黄天然染料的应用 1

1.2解决思路及研究现状 2

第二章 实验部分 3

2.1模拟对象的确定 3

2.2模拟方法 3

2.2.1热力学模拟方法 3

2.2.2动力学模拟方法 3

第三章 结果与讨论 4

3.1分子模拟栀子黄与天然服用大分子的热力学性质研究 4

3.1.1栀子黄与纤维素纤维的热力学性质研究 4

3.1.2栀子黄与蛋白质中丝氨酸的热力学性质研究 10

3.2分子模拟栀子黄与合成服用大分子的热力学性质研究 15

3.2.1栀子黄与聚酯纤维的热力学性质研究 15

3.2.2栀子黄与聚丙烯腈纤维的热力学性质研究 20

3.3分子模拟栀子黄与天然服用大分子的动力学性质研究 24

3.3.1栀子黄与纤维素纤维的热力学性质研究 24

3.3.2栀子黄与蛋白质中丝氨酸的动力学性质研究 31

3.4分子模拟栀子黄与合成服用大分子的动力学性质研究 36

3.4.1栀子黄与聚酯纤维的动力学性质研究 36

3.4.2栀子黄与聚丙烯腈纤维的动力学性质研究 41

3.5本章小结 46

第四章 结论与展望 50

4.1结论 50

4.2展望 50

参考文献 51

致谢 53

第一章 绪论

1.1栀子黄天然染料的概况

1.1.1天然染料的发展

天然植物染料大多是中草药，具有无毒害、无污染、可生物降解性能及良好的抗菌消炎、活血化瘀等保健作用，在染整加工过程中生态环保，从而受到人们的青睐。国内外很多学者特别是印度、日本等国家的学者对天然植物染料的制备、染色工艺、抗菌性能等进行了研究。

天然植物染料的染色不仅增加了产品的附加值，而且也满足了绿色环保纺织服装的要求。 例如，由抗菌纺织品制成的婴儿服装，鞋类，内衣产品等可以直接与皮肤接触，并且可以有效地抑制细菌对人体皮肤的有害影响，提高了人们的免疫力。 现代纺织服装使用天然植物染料的这些药用性质作为天然抗菌整理剂，可以使染料为衣服着色时具有抗菌和保健作用。

1.1.2栀子黄天然染料染色的特点

栀子黄色素是从栀子果实中提取的一类天然黄色素，其中的主要成分是类胡萝卜类的α-藏花素和藏花酸。

天然植物色素具有安全，卫生，环保，无污染的功能，但在染色的稳定性和光泽度方面要比合成色素差，导致了天然色素在工业和生活中的应用较少。栀子黄色素可以克服大多数天然色素的缺点和不足。栀子黄具有较强的着色力，与天然柠檬黄非常相似。它明亮而自然。加工应用和保存的稳定性，特别是当淀粉和蛋白质被染色时。几乎不受金属离子的影响，并且对家中的自来水没有影响。溶于水，溶解性好，无异味。光，热，酸，碱，糖等因素对栀子黄染料的影响不大。

1.1.3栀子黄天然染料的应用

栀子黄染料是一种天然色素，具有一定的抗菌性能并呈鲜黄色。它是从栀子中提取的，其主要成分是肉桂酸和肉桂酸，以及环烯醚萜苷和绿原酸和类黄酮。该染料着色力强，具有耐光性，耐热性，耐还原性和耐微生物性。其染色面料具有抗菌作用，具有一定的安全保健功能，这是近年来的主要发展之一。Singh等人用缬草，儿茶和桉树叶染色的羊毛织物研究染色织物的抗菌性能。Tse等人实验研究发现，苜蓿植物的抗菌特性会对人体表皮细胞异常增殖有效的抑制。近年来，许多研究表明，天然植物染料对羊毛和丝绸等蛋白质纤维具有较高的色和料吸附性，并且对棉和麻纤维素纤维具有较低的染料吸收和较差的性能、色牢度 。目前，国内外研究人员主要在羊毛，丝绸等蛋白纤维纺织品上研究栀子黄等植物染料。

今天，合成染料的危害性逐渐显现出来，各个国家正在开始对其禁用，天然植物色素。使用栀子果实提取栀子黄色素，在国际与国内需求量变得越来越大，具有广阔的应用前景。但目前中国栀子黄色素生产企业仍存在产品质量不稳定，杂质含量高，色价低，收率低，价格高，工艺复杂等缺点，限制了其在国内的市场份额市场。中国科研工作者应该在优化栀子黄色素生产条件，产品精细化和功能特性方面做更多的工作，并以栀子果实资源优势为基础。黄色素大规模工业生产的优势满足了人们对天然色素的追求。

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