天然植物染料无毒、无害、无污染且对环境有良好的相容性,不仅可用于纺织品染色,也可用于医药、皮革加工、食品、手工艺品等领域的着色。核桃在成熟后外面有一层青果皮是一种农业废弃物,给环境带来了一定的污染,但核桃青皮含有丰富的天然色素,具有很好的着色性能,若能将其利用,不仅能变废为宝,也能给核桃产业带来可观的经济效益。本研究以废弃的核桃青皮为原料,分别用乙醇和亚临界水提取,研究其抗氧化能力和染色能力,主要研究内容为:采用随机质心优化法设计研究了核桃青皮醇提物中的单宁酸、蒽醌的超声波辅助提取工艺,并考察了两种提取工艺条件下核桃青皮的抗氧化能力;以颜色特征值为衡量指标,优化醇提物直接染色工艺条件后,采用不同媒染方法研究14种单金属盐媒染性能,并在此基础上筛选染色效果较好的双金属盐复配。结果表明,单宁酸工艺优化条件为:萃取温度58℃,萃取时间81 min,超声时间21 min,料液比0.08,粉碎粒度40目,乙醇浓度为36%,含量是(27.56±0.08)mg/g;蒽醌工艺优化条件为:萃取温度64℃,萃取时间114 min,超声时间24 min,料液比0.09,粉碎粒度20目,乙醇浓度60%,含量是(4.84±0.14)mg/g,且两种核桃青皮醇提取物均有一定的抗氧化活性。经单因素试验结合正交试验优化获得的醇提物直接染色最佳工艺条件为:染色温度90℃,质量浓度71.40 g/L,染浴pH值4.0,染色时间140 min;在此条件下,用Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+、Cr6+、Ti4+、Mn2+、Zn2+、Sr2+、Sn2+、Mg2+、Li+、K+、Na+等14种单金属盐作为媒染剂,比较前媒染色法、同浴染色法和后媒染色法对棉织物的染色效果。结果表明,媒染剂、媒染方法不同所染棉织物具有不同的色度指标,即使媒染剂相同,媒染方法不同,织物的颜色也有所差别,但后媒染色法中颜色变化范围较大;采用后媒染色法对双金属盐复配,使得棉织物的色谱范围有所增加。以单宁酸、蒽醌、黄酮的总含量为评价指标,优化亚临界水萃取核桃青皮活性成分的工艺条件,考察不同温度下各提取物质量浓度与抗氧化性能的关系,确定了最佳萃取条件为:萃取温度为194℃,萃取时间为55 min,粉碎粒度为80目;在此条件下,核桃青皮中黄酮、单宁酸和蒽醌的总含量是(147.87±0.65)mg/g。所有温度下获得的亚临界水提取物均具有不同程度的清除羟基自由基和DPPH自由基的能力,且随着提取温度的提高,清除活性升高,并与样品浓度呈正相关关系,两者的清除活性略高于各自的对照品Vc和芦丁。通过单因素试验和正交优化得到亚临界水提取液直接染色的最佳实验条件为:染色温度70℃,质量浓度71.40 g/L,染液pH值4.0,染色时间120 min;在上述条件下,比较了前述14种金属盐不同媒染方法的媒染效果。结果表明,媒染方法不同,织物的颜色存在一定差异,以后媒染色法颜色变化范围最大;不同双金属盐复配染色的棉织物色谱范围也有所增加。两种提取方法相比较,亚临界水提物中活性成分含量均有所提高,其中单宁酸的提取率增加两倍;以单宁酸浓度计,醇提物清除DPPH自由基的半数清除率相当于160-180℃时的亚临界水提物;而从染色性能上看,亚临界水提物染色棉织物的明度更亮、色彩更加鲜艳,两种提取物染色的色谱范围不同,扩大了核桃青皮色素的色谱范围。比较了核桃青皮醇提物和亚临界水提物染色方法下棉织物的染色牢度,并通过现代纤维材料的测试技术分析了两种提取物染色前后织物内部结构变化。结果表明:耐摩擦牢度均较好,耐皂洗牢度上单金属盐媒染的棉织物基本上是后媒染色>前媒染色>同浴染色>直接染色,双金属盐复配及Fe3+、Fe2+、Cu2+、Al3+、Cr6+等单金属盐媒染的耐皂洗色牢度均能达到3级以上。在抗紫外性能上,核桃青皮醇提物染液经Fe3+、Fe2+、Cr6+、Sr2+、Na+、K+等单金属盐媒染和复合金属盐Fe2+/Cu2+、Fe2+/Ti4+、Cu2+/Ti4+、Cu2+/Sn2+、Al3+/Cr6+、Cr6+/Ti4+和Cr6+/Sn2+媒染后的棉织物有较好的抗紫外性能,而亚临界水提取的核桃青皮染料只有复合金属盐中Fe3+/Sn2+、Cu2+/Sn2+、Cr6+/Sn2+有较好的抗紫外性能。经红外光谱和X-射线衍射分析显示,核桃青皮在直接染色和金属盐媒染过程基本没有影响到棉纤维的内部结构。