蚕丝及其织物的微生物染色研究

摘要

本文采用生物染色方法对真丝电力纺及柞蚕丝进行染色，旨在探索一种新型生态染色方法。分别探讨了运用红曲霉菌和蓝黑紫色杆菌进行生态染色，染色过程中不需提取色素，而是将蚕丝及丝织物置于细菌发酵培养液中直接进行低温染色，跳出传统染色思维瓶颈，采用非化学染料染色获得的天然彩色丝织物迎合了当代人们回归自然和要求环保的消费观，对实现丝织物的绿色生态印染加工有显著推进作用。
　　1、蚕丝及其织物的红曲霉菌生物染色
　　红曲霉生态染色研究中，首先观察了细菌形态和培养特征，并用TaKaRa公司的试剂盒 Fungi Identification PCR Kit（Code No.RR178）的引物，对该菌株的rDNA D1/D2、ITS序列进行鉴定，结果表明，该菌株与红曲霉参考株JCM22619序列的同源性高达99％以上。
　　其次对红曲霉生物染色方法进行了工艺优化，进行了细菌培养时间的筛选、染液制备方法的比较，染色温度、时间的筛选，探讨了不同媒染剂和媒染剂用量对上染率的影响、染浴pH值对上染率的影响，得到较佳染色工艺如下：将红曲霉菌接种至种子培养液中,180rpm/min,30℃发酵培养7d,色价达21.3U/ml发酵培养液放入捣碎机中，以8000rpm维持5min，将菌丝体捣碎，静置12h，6层纱布过滤，滤液中加入混合稀土（其中包含25.52重量%的La2O3和50.82重量%的CeO2）作为媒染剂，混合稀土的浓度为0.2-0.4g/L，混合均匀，得到染色液，其中将染色液 pH值用柠檬酸依次调节至3.6，按照1:20的染色浴比，将灭菌的丝织物直接置于染色液中，然后再以180rpm的转速于30℃继续染色3.0小时。将染色后的织物取出，用纯净水冲洗5~10分钟，95～98℃烘干。对最优工艺下染色的真丝电力纺进行测试，结果为皂洗牢度褪色4级，沾色4-5级，干湿摩擦牢度4级，日晒牢度为3级。XPS结果显示经过红曲霉菌染色的蚕丝织物不仅含有C、O和N元素，而且出现了S、P元素，N元素的含量升高明显。
　　最后，采用 X-射线衍射分析、声速模量法、热性能分析、力学性能测试等手段对最优工艺下染色的柞蚕丝的结构和性能进行研究，并与普通柞蚕丝进行了比较。结果表明柞蚕彩丝结晶度和取向度均比普通柞蚕丝偏高，强力比普通柞蚕丝高5.5%，但伸长率减少3.5%，初始模量升高3.6%，普通柞蚕丝比柞蚕彩丝具有更优良的柔软性。
　　2、蚕丝织物的蓝黑紫色杆菌生物染色
　　蓝黑紫色杆菌生物染色方法研究中，首先研究了细菌形态和培养特征，绘制了细菌生长曲线、色素浓度标准曲线。其次，对蓝黑紫色杆菌生物染色方法进行了工艺优化，研究了染色温度、染色时间对真丝电力纺表观得色的影响以及染色时间对上染率的影响，得出的优化工艺为：用少量斜面培养基菌种接种至种子培养基中，200rpm,20℃培养3.5d，种子液调节菌浓度为1-2×108cfu/mL，按照6%接种到发酵培养基中，200rpm，20℃培养7d，用发酵培养液直接作为染色液，按照1:20的浴比，将灭菌的真丝电力纺置于染色液中，70℃染色3.0h将染色后的织物取出,用纯净水冲洗5～10分钟,95～98℃烘干。最后，对最优工艺下染色的真丝电力纺进行测试，在此工艺下染色织物的K/S值为6.0875，上染率可达89.22%，皂洗牢度褪色4级，沾色4-5级，干湿摩擦牢度5级，日晒牢度为1级。XPS结果显示经过蓝黑紫色杆菌染色的家蚕丝织物不仅含有C、O和N元素，而且出现了S、P元素，N元素的含量升高明显。

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第一章 绪 论

1.1 纺织品用天然染料及新技术在染色中的应用

1.2 微生物色素的应用现状

1.3 本课题的研究意义及主要工作

参考文献

第二章 蚕丝及其织物的红曲霉菌生物染色

2.1 引言

2.2 实验材料与仪器

2.3 实验方法

2.4 测试方法

2.5结果与讨论

2.6 本章小结

参考文献

第三章 蚕丝织物的蓝黑紫色杆菌生物染色

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 实验方法

3.4 测试方法

3.5 结果与讨论

3.6 本章小结

参考文献

第四章 结论与展望

4.1 结论

4.2 展望

本人硕士期间发表论文

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