天然染料的结构改良方法

针对天然染料分子结构小、对光不稳定、染色后织物的色牢度低、耐日晒色牢度差的缺点，还有很多天然染料，羟基较多，亲水性强，不适合疏水性强的合成纤维染色等，对其进行化学改性，以达到提高其部分性能的目的。大部分色素与植物组织分离后失去了自然生化条件以及色素具有的活性配基，这是影响色素不稳定的主要因素。在天然花色苷活性配基上接入烷基、苯基等稳定基团可以提高色素稳定性；芳香酸和脂肪族羧酸改性以及单宁酸可增加花青素的耐热和耐光稳定性；花色素在某一pH下酰化较未酰化更加稳定，颜色更深；黄色系天然染料（红花黄、大黄素、栀子黄和姜黄等）可通过固色和分子改性的方法改善色牢度差和染料水溶性不佳的缺点；反应型水溶性紫外吸收剂改性、盐酸羟胺或硼氢酸钠改性姜黄素，给姜黄素上多引入两个羟基使其与纤维结合更加容易。重氮盐偶合染料分子改性姜黄素，构建新的共轭体系，提高染料分子稳定性，耐水性及耐光色牢度均有提高。姜黄素酰化改性后染色羊毛织物，改善了染色均匀性，织物色牢度也有所提高；亲水性强的天然染料红花黄色素改性（碱改性），降低其疏水性，提高其在合成纤维上的上染量，并且可以拓展其对合成纤维染色的色谱范围，对锦纶、涤纶、腈纶、醋酯纤维染色效果好；栀子黄碱性水解结构改性和复配剂复配修饰，栀子黄属于类胡萝卜素类天然染料，其长链共轭双烯结构为发色母体，也具有较高的电子云密度，光照条件下易发生氧化反应，从而裂分成分子量较小的含氧化合物，导致褪色，改性提高了耐日晒性能。此外，红米红经酸性水解改性，疏水性能增强，提高了在蚕丝和锦纶上的上染率；还原型天然染料靛蓝进行溴化处理，染色性能较好；木樨草染料中加入一定量紫外线吸收剂和抗氧化剂，可抑制紫外线对染料和织物的破坏，提高了染色织物的耐日晒色牢度；酯化剂改性桑葚红后，改性染料染色的织物色牢度增强。

（一）天然染料的羧酸改性

有机酸能使天然色素分子产生堆积作用，减少光照条件下的光氧化反应和其他类型的降解反应，从而提高色素稳定性。如红花红、高粱红经有机羧酸（对羟基肉桂酸、阿魏酸、水杨酸、芥子酸等）改性，耐光稳定性变强。

（二）天然染料的乙酯化改性(www.xing528.com)

姜黄色素分子在光照条件下极易发生氧化反应使染料的发色体系遭到破坏进而分解褪色，造成染色织物的耐日晒色牢度极差，通过对姜黄素进行乙酯化与丁酯化反应，以提高其耐日晒色牢度。蒽醌类天然染料胭脂虫通过乙酯化改性，羟基转变为羰基，可降低母体结构的电子云密度，增加胭脂虫染料的分子量，提高胭脂虫染料的疏水性能，改善了胭脂虫染料的染色性能和染色牢度。胭脂虫染料乙酯化改性后染色织物表观色深变浅，且亮度增加。

（三）天然染料的纳米化

天然染料的纳米化是一个全新的研究方向，只针对很少一部分植物染料。由于其凝结的技术性、稀有性和阶段性，发展较为缓慢。应用成功的例子有，将高原金莲花内含的黄酮类化合物在不同pH溶液中进行纳米化改性，应用于色素（染料）敏化太阳能电池中。天然染料的纳米化有望在新产业和环保节能开发上获得进一步发展。