文献综述

我毕业设计的论题为桑葚天然色素染色工艺条件（时间、压力、温度、浓度）对杉木、杨木、欧像上染率的影响。这个课题的学术意义在于找到时间、压力、温度、压力四个工艺条件的最利于染色的综合数据。因此收集了大量文献，包括中文和外文，核心期刊和博硕论文等。在实验的各个方面提供指导，文献收集的重点主要在木材染色和实验过程。

收集的文献大致能分为木材性质、色素提取方法、上染率实验、国内外研究现状等方面。

1. 木材性质方面

杉木是我国主要速生用材树种之一，种植面积广泛，但是人工林杉木存在材质软、强度低、尺寸不稳定、装饰性差、产品附加值低等问题，影响其增值利用。^[1]第7 次全国森林资源清查表明, 全国杉木人工林面积为853. 86 万hm2, 占全国造林面积的21. 35% , 在我国森林资源中占有重要的地位。^[2]木材是由不同形状和类型的细胞构成的，其力学性能很大程度上取决于内部细胞的排列与组成特点，江泽慧等认为针叶材内部构造特征显著影响木材的力学强度及其破坏方式。^[3]而杉木就属于针叶材，从材料利用的角度看, 针叶材和阔叶材有显著差别, 针叶材具有管胞和树脂道, 构造和性质相对比较一致, 一般较轻软;阔叶材具有导管和木射线, 构造和性质变化大, 一般较硬重。^[4]从染色角度来说，杉木作为一种速生人造林的针叶材，相比较于部分阔叶材不需要去树脂等预处理工艺。

杨树为我国主要速生材树种之一，人工林面积达 997 万 hm2，居世界之最。人工林速生杨木密度小、强度低、尺寸不稳定、材色单调、花纹不清晰、装饰性差，通常不能直接加工实木家具。树脂浸渍改性与染色是木材改良的重要手段。^[5]为了充分利用杨木资源, 弥补

珍贵树种木材的不足 ,研究人员开发出杨树木材高附加值利用的新技术或新产品，从染液温度 、pH 值、固色剂质量分数和均染剂质量分数,对杨木单板的颜色坚牢度的影响分析可知,染液温度为颜色坚牢度的第一影响因子, 其次为固色剂质量分数 ,染液 pH 值和均染剂质量分数对颜色坚牢度的影响不显著。^[6]

橡木广泛分布在北半球，约有３００多个品种。橡木密度高、材质硬、结构粗，色泽淡雅、纹理美观，力学强度高，耐磨损等。染色后的乙酰化橡木可广泛用于高档家具、高档木地板的制作，室外建筑装饰及仿古建筑等，与使用分散染料染色乙酰化杨木相比，更具实用价值。^[7]木材乙酰化改良技术是通过木材与乙酸酐发生化学反应，将木材中的羟基转变成乙酸基团.^[8]并使其具有防霉、防蛀、经久耐用的特点^[9]已有研究证明，将分散染料用于乙酰化杉木粉和乙酰化杨木的染色，染色效果理想.^[10]

1. 色素提取方法方面

对于桑葚色素来说，目前制备桑葚色素的方法主要有盐酸-乙醇提取法、柠檬酸-乙醇提取法和超声波提取法。以乙醇提取方法为例，桑葚→去梗、研磨→称量→浸提→过滤→浸提液稀释→530 nm处测定吸光值 (以吸光值的大小代表桑葚色素含量的高低) 。^[11]将新鲜桑葚除去杂质，晾干后研碎，称取桑葚50 g 置索氏提取器中，以 95﹪乙醇为提取剂，70℃下回流提取，提取３次，每次 1h，料液比分别为 1︰10、1︰8、1︰5。合并提取液，减压蒸馏回收乙醇，得桑葚浓缩产物。桑葚色素在非极性溶剂中难于溶解，在极性溶剂中溶解性比较好，呈现紫红色或者玫瑰红。桑葚色素的分子中含有许多醇羟基，属于水溶性色素。考虑食品色素的安全性，选择乙醇作为提取剂。^[12]

1. 上染率实验方面

由于本实验最终目的为测量上染率得出综合性数据，因此查阅了有关的文献，王春灿、邓邵平、林金国于2017年发表的《杉木人工林木材酸性染料染色性能》，以冻融循环预处理后的杉木木材为原料，探究了染料浓度、染色时间、染色温度和促染剂用量等因素对杉木上染率的影响，得出结论;随着染料浓度增加、染色时间延长、染色温度升高和促染剂用量增大, 上染率均呈先增大后降低的变化趋势, 而木材的色差则随染料浓度增大而增大, 随染色温度升高先增大后减小, 随染色时间延长和促染剂用量增加呈先增大后减小并趋于平缓的变化趋势。^[13]孟祥鹏、时兰翠、赵秀于2017年发表的《杨木染色上染率的研究及染色工艺探索》类似的以染色时间、染色温度及染料作为因素探讨对单板上染性的影响，得出结论：染色时间越长, 上染率越大;染色温度越高, 上染率越大;染料对木材单板的上染率与染料的上染能力密切相关。^[14]于娟于2013年发表的《桦木单板活性染料染色工艺初探》一文，以上染率、色差为基本指标, 研究染料浓度、渗透剂浓度、纯碱浓度、Na Cl浓度、温度、染色时间、固色时间等因素对桦木单板的染色效果和染色工艺的影响, 以期为活性染料的染色提供参考。^[15]除了杨木和杉木，还有许多其他材料如泡桐、竹材、藤材等也做了类似的实验，陈玉和于2001年发表的《泡桐单板染色工艺参数的遴选》，针对生产实际, 在NaCl的质量分数、染料质量分数、乙酸质量分数、渗透剂质量分数、染色温度和染色时间的共同作用条件下, 观测和分析各因素对上染率的影响及它们的交互作用, 找出泡桐单板染色最佳工艺参数。^[16]采用了多因素的正交试验，这也是我的实验所要采用的主要方法。