天然靛蓝染色蚕丝织物的拉曼光谱鉴别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化学染料鉴别领域，尤其是涉及了天然靛蓝染色蚕丝织物的拉曼光谱 鉴别方法。
【背景技术】
[0002] 天然靛蓝染料主要是蓝草植物通过酒糟和熟石灰发酵制得，分布在寥蓝、菘蓝、木 蓝、马蓝等含有吲哚酸成分的植物中，主要含靛蓝和靛玉红两种色素。合成靛蓝由苯胺与氯 乙酸在硫酸铁存在下缩合为N-苯基甘氨酸铁，再加入氢氧化钾进行母液转化，然后与氨基 钠、混碱进行碱熔生成3-吲哚酚，后经空气氧化、过滤、粉碎、干燥和商品化，得到合成染料 靛蓝成品。与其他天然染料相比，天然靛蓝中色素成分不多，仅仅主要含有靛蓝和靛玉红两 种色素结构（靛蓝和靛玉红分子式如下所示）：
[0003]
[0004] 由于合成靛蓝中只含有靛蓝一种结构，因此根据天然靛蓝与合成靛蓝在结构上 的差异，可以通过一些光谱技术进行鉴别。目前，对天然靛蓝与合成靛蓝染色织物鉴别方面 的研究比较少，而且方法有限。目前文献中刊载的鉴别方法包括以下两种：第一，采用薄层 色谱、氧化法对天然靛蓝染色棉织物及合成靛蓝染色棉织物进行鉴别研究，该方法属于有 损测试，对织物产生一定的损伤，而且鉴别度不高。第二，仅仅采用近红外光谱技术对对天 然靛蓝染色棉织物及合成靛蓝染色棉织物进行鉴别研究，存在鉴别方法单一的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供天然靛蓝染色蚕丝织物的拉曼光谱鉴别方法，采用无损的 拉曼光谱技术对天然靛蓝染色蚕丝织物及合成靛蓝染色蚕丝织物进行表征测试。根据天然 靛蓝染色蚕丝织物与合成靛蓝染色蚕丝织物在拉曼光谱中表现出的差异作为鉴别依据。从 而达到快速鉴别的目的，在食品开发、织物染色及古代纺织品的鉴别和维护中具有重要意 义。
[0006] 为了解决上技术问题，采用如下技术方案：
[0007] 天然靛蓝染色蚕丝织物的拉曼光谱鉴别方法，其特征在于包括如下步骤：
[0008] (1)靛蓝染色：采用还原染色方法，使天然靛蓝染料对蚕丝织物进行染色，制得天 然靛蓝染色蚕丝织物，并裁剪天然靛蓝染色蚕丝织物，获得样品1、样品2及样品3 ;
[0009] (2)制备衬底：首先取铜币，对铜币的表面进行清洗后抛光，然后组装电解池，将 铜币加入到电解池中，在电解池中氧化-还原50-60min，取出铜币，铜币表面粗糙；接着将 铜币置于室温下防尘暴露3-5h，让铜币自然氧化；
[0010] (3)紫外光老化：
[0011] a、先将样品2置于紫外光加速老化试验机内，控制紫外光加速老化试验机的温度 为50-55°C，紫外光辐照强度为0. 85-0. 92W · m 2,连续光照24h，然后取出样品2备用；
[0012] b、先将样品3置于紫外光加速老化试验机内，控制紫外光加速老化试验机的温度 为60-65°C，紫外光辐照强度为0. 85-0. 92W · m 2,连续光照48h，然后取出样品3备用； [0013] (4)拉曼光谱测试：首先将衬底安装至傅立叶变换红外-拉曼光谱仪上，然后把样 品1、样品2及样品3分批次加入到傅立叶变换红外-拉曼光谱仪，通过测试获得样品1的 拉曼谱图、样品2的拉曼谱图及样品3的拉曼谱图。
[0014] 优选后，步骤（1)中靛蓝染色的具体过程为：(a)还原：首先确定浴比为1 : 50,然 后准确称取天然靛蓝染料5 % (o. w. f)、Na2S2O4L 2g/l、Na2CO2O. 6g/l，将天然靛蓝染料加入 到染杯中，并加入水调匀，接着向染杯中加入Na2S20 4、Na2CO2和水，干缸还原35-40min得到 透明黄绿色染浴；(b)氧化：取2. Og蚕丝织物完全浸染至染浴中，完全浸染60s后充分氧化 2min，并重复对蚕丝织物浸染-氧化8次，最后对蚕丝织物进行皂洗和晾干，晾干后获得天 然靛蓝染色蚕丝织物。氧化还原方法染色，染色快，上染率高，染色均匀，尤其适合于染色蚕 丝织物。
[0015] 优选后，步骤（a)中还原过程中添加Na2S2Og Na2CO2的具体方法为：先向染杯 中加入2/3的Na2S 204、2/3的Na2COjP 1/3的水，染杯中的起始温度为20°C，然后逐渐升 温至50°C，升温速率为5°C /min，在50°C下干缸还原IOmin ;接着向染杯中加入剩余的 l/3Na2C02、l/3Na2S 20# 2/3的水，在50°C下干缸还原25-30min。在还原染料过程中，分批 添加Na2S20 4、Na2CO2和水，有利于上述助剂更好的与染料混合，提高上染率。
[0016] 优选后，步骤（b)氧化过程中皂洗的具体过程为：配制净洗剂209为I. 5g/l， Na2CO2S lg/1的皂洗液，将蚕丝织物投入到皂洗液中，在95°C下皂洗lOmin。可洗去蚕丝 织物表面未上染的染料，提高蚕丝织物的色牢度及匀染性。
[0017] 优选后，步骤（2)的电解池中电解质为氯化钾或者硫酸。氯化钾与硫酸不仅取材 方便，成本低廉，而且电解效果理想，可显著加快电解过程。
[0018] 优选后，步骤（4)中，傅立叶变换红外-拉曼光谱仪扫描样品1、样品2及样品3时， 扫描信号均累加32次。通过累加扫描信号可显著提高拉曼光谱测试的精确度及准确性。
[0019] 优选后，步骤（4)中，傅立叶变换红外-拉曼光谱仪的光谱分辨率设置为4cm1。在 该光谱分辨率中样品1、样品2及样品3的拉曼谱图最清晰
[0020] 优选后，步骤（4)中，傅立叶变换红外-拉曼光谱仪的激光功率设置为100-200mW。 在该激光功率范围内，傅立叶变换红外-拉曼光谱仪测试天然靛蓝染色蚕丝织物及合成靛 蓝染色蚕丝织物的效果最佳。
[0021] 由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：
[0022] 本发明为天然靛蓝染色蚕丝织物的拉曼光谱鉴别方法，采用无损的拉曼光谱技术 对天然靛蓝染色蚕丝织物及合成靛蓝染色蚕丝织物进行表征测试。根据天然靛蓝染色蚕丝 织物与合成靛蓝染色蚕丝织物在拉曼光谱中表现出的差异作为鉴别依据。从而达到快速鉴 别的目的，在食品开发、织物染色及古代纺织品的鉴别和维护中具有重要意义。其有益效果 具体表现为以下几点：
[0023] 1、本发明采用的鉴别方法为无损鉴别，显著降低鉴别中原材料的损失，避免浪费， 降低鉴别成本。
[0024] 2、与现有的拉曼光谱测试相比，本发明增加了铜质衬底于傅立叶变换红外-拉曼 光谱仪中，显著增强拉曼光谱测试中入射激发光强度，提高拉曼光谱测试的精确度及准确 性。
[0025] 3、将样品2与样品3置于紫外光加速老化试验机内老化处理，可类比至使用较长 时间后的蚕丝织物，使得本发明的使用范围更广，不仅可鉴别刚染色的天然靛蓝染色蚕丝 织物，亦可鉴别使用较长一段时间后的天然靛蓝染色蚕丝织物，其差别仅体现于特征峰信 号强度，老化后特征峰的信号强度减弱。
[0026] 4、拉曼光谱测试方法操作简便，鉴别速度快，实用性强，适于开发利用。
【附图说明】：
[0027] 图1为本发明中样品1与样品4的拉曼谱图；
[0028] 图2为本发明中样品2与样品5的拉曼谱图；
[0029] 图3为本发明中样品3与样品6的拉曼谱图。
[0030] 其中图1、图2、图3中天然靛蓝表示天然靛蓝染色蚕丝织物，合成靛蓝表示合成靛 蓝染色蚕丝织物。
【具体实施方式】
[0031] 本发明采用无损的拉曼光谱技术对天然靛蓝染色蚕丝织物及合成靛蓝染色蚕丝 织物进行表征测试。根据天然靛蓝染色蚕丝织物与合成靛蓝染色蚕丝织物在拉曼光谱中表 现出的差异作为鉴别依据，从而达到快速鉴别的目的。
[0032] 本发明需要准备如下实验材料、药品及仪器：
[0033] 材料：铜币、蚕丝织物（50g/m2)、天然靛蓝染料及合成靛蓝染料；
[0034] 药品：氯化钾、硫酸、Na2S204、Na 2COj净洗剂209 ;
[0035] 仪器：傅立叶变换红外-拉曼光谱仪及紫外光加速老化试验机。
[0036] 下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明：
[0037] 实施例：
[0038] (1)靛蓝染色：采用还原染色方法，使天然靛蓝染料对蚕丝织物进行染色，染色工 艺及配方如下表：
[0039] 表1天然靛蓝染色蚕丝织物工艺和配方
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[0041] (a)还原：首先确定浴比为I : 50,然后准确称取天然靛蓝染料5% (o. w.f)、 Na2S2O4L 2g/l、Na2CO2O. 6g/l，将天然靛蓝染料加入到染杯中，并加入水调匀；接着先向染 杯中加入2/3的Na2S20 4、2/3的Na2COjP 1/3的水，染杯中的起始温度为20°C，然后逐渐 升温至50°C，升温速率为5°C /min，在50°C下干缸还原IOmin ;接着向染杯中加入剩余的 l/3Na2C02、l/3Na2S 20# 2/3的水，在50°C下干缸还原30min，得到透明黄绿色染浴。
[0042] (b)氧化：取2. Og蚕丝织物完全浸染至染浴中，完全浸染60s后充分氧化2min，浸 染时温度控制在30°C，并重复对蚕丝织物浸染-氧化8次，然后对蚕丝织物进行皂洗：配制 净洗剂209为I. 5g/l，Na2CO2S lg/Ι的皂洗液，将蚕丝织物投入到皂洗液中，在95°C下皂 洗lOmin，可洗去蚕丝织物表面未上染的染料。皂洗后晾干，晾干后获得天然靛蓝染色蚕丝 织物。氧