蚕丝是自然界中集轻、柔、细为一体的天然蛋白质纤维,是一种高档的纺织材料。目前,蚕丝染色的方法主要有直接染料染色、酸性染料染色、活性染料染色以及金属络合染料染色,但存在着染色能耗高、污染大,部分染色方法牢度不佳等问题。因此,探究一种环境友好、能耗低、色牢度高的染色方法,对于促进我国丝绸产业的发展具有重要意义。针对蚕丝纤维的染色问题,本课题组借助三组分Mannich反应将含有芳伯胺基团的染料在室温下通过甲醛的桥接作用上染到蚕丝织物上,开发了一类低能耗且具有较高色牢度的新型染色方法。但因甲醛对人体危害较大,本论文进一步研究了Mannich染色法中不同的低毒性醛组分对染色效果的影响,筛选出适合Mannich法染色的醛类,并探讨其染色机理。首先选用含有芳伯胺基团的商品染料C.I.酸性绿20,在不同醛组分(戊二醛、丙酮醛、苯甲醛、糠醛、三聚甲醛)的作用下通过Mannich反应上染蚕丝纤维,分别测定染色蚕丝织物皂洗后的K/S值。结果表明,选用丙酮醛作为醛组分获得的染色织物颜色最深。在此基础上,优化得出了丙酮醛作为醛组分的Mannich染色最佳工艺条件,并和甲醛作为醛组分的最佳工艺染色后的蚕丝织物进行比较。研究表明,丙酮醛可以取代甲醛对蚕丝进行Mannich反应染色。在前述优化的染色条件下,采用商品染料C.I.酸性棕4和本课题组自制的酸性橙D3,通过丙酮醛对蚕丝织物进行三组分Mannich反应染色,并测试染色蚕丝织物的染色性能。结果发现,三种染料利用Mannich法上染蚕丝织物时固色率均超过了61%,染色后获得的蚕丝织物的K/S值均在7以上,耐皂洗色牢度均在4级以上,耐干摩擦色牢度也达到了4-5级,并且染色蚕丝织物的含醛残留量均符合了纺织用品的最低标准。丙酮醛参与下,三种染料的Mannich反应染色后蚕丝织物的断裂强力和撕破强力损失率均低于9%,说明利用Mannich法染色蚕丝织物对其机械性能影响较小。为了探讨三组分Mannich反应染色的机理,以芳伯胺染料酸性绿20、酸性橙D3以及酸性棕4作为芳伯胺组分,对甲基苯酚作为蚕丝酪氨酸的模拟物,选择丙酮醛为醛组分进行三组分Mannich反应。采用红外光谱、质谱分析方法对所得模拟产物进行表征,证实其与预期产物相符,表明了芳伯胺染料、丙酮醛和对甲基苯酚三者发生了Mannich反应。由此推断,芳伯胺染料可以在丙酮醛存在时对蚕丝中的酪氨酸残基按照Mannich反应机理实现染色。