天然彩色棉是一种新型的天然绿色环保纤维，彩色棉产品穿着舒适、经济效益高，深受消费者的好评，但是存在着色素的不稳定等因素，制约了天然彩色棉的进一步发展。掌握天然彩色棉在光、热、湿等条件下的色变规律，利用色变获得新色种，研究色素物质的结构以及发色机理，对开发天然彩色棉纺织品具有重要意义。本文首先对天然彩色棉的酸碱色变特性进行研究，并进行了天然彩色棉的光、热色变特性，金属盐固色特性等进行了初步的探索研究，然后采用气相-质谱和液相-质谱分析，对天然彩色棉内附生物尤其是色素物质的结构进行了研究。 天然彩色棉的颜色在酸性条件下都变浅，在碱性条件下天然彩色棉的颜色都加深，绿棉在强酸中变黄。天然彩色棉的色变具有酸碱可逆性。4种洗衣粉处理，都能不同程度的加深彩色棉的颜色。 强日照对绿棉纤维的色彩改变较大，使其颜色趋向黄褐色，棕棉纤维则没有明显的色变现象。高温对彩棉的色彩改变较大。在150℃、180℃处理后，两种棉纤维都有明显的色变现象，绿棉纤维向黄褐色变化，棕棉纤维则变得更深。 金属盐处理，可使棕棉和绿棉的颜色深度明显增加，红光和黄光减少，对绿棉产品，将更趋向于绿色。金属盐处理后彩棉产品的色泽变化，主要是因为金属离子和彩棉色素的化学作用，金属盐本身对彩棉产品的色泽影响不大。FeC13处理后，彩棉的色泽明显加深，在日晒、加热和酸性条件处理下，颜色会进一步加深。FeC13处理可使彩棉的色泽在pH=12的条件下更加稳定。这种性能对于提高彩棉产品在家用洗涤中的颜色稳定是有利的。 彩棉提取液中的萜类化合物主要有：棕棉中的β-谷甾醇、乌苏-12-烯，绿棉中的γ-谷甾醇、羽扇豆烯酮等;白棉中的羽扇豆烯酮、齐墩果-12-烯、β-谷甾醇等，除此以外，其他的挥发性物质主要是醇类、脂肪酸类、烯类、酯类等。白棉中还含有3，3，5，5-四甲基双酚A、双酚A、氧杂环丙烷双酚A等双酚A类衍生物。萜类化合物和双酚A类物质为本文第一次发现。 绿棉、棕棉和白棉的提取物的成分明显不同，棕棉和绿棉的色素存在多种结构形式。液相-质谱分析表明棕棉、绿棉等NaOH提取液中含有多种含黄酮类结构的化合物，其母核结构一般以黄酮醇为主，还有黄酮和黄烷醇等，取代基主要有-OH、-CH3、乙基、丙基、丁基、苯酚基、甲氧基、甲苯基等。黄酮类结构化合物是天然彩色棉色素中可能的基本结构单元，彩棉的色彩可能是系列黄酮类结构的化合物共同作用的结果。 本文的研究表明，黄酮类结构化合物的确是天然彩色棉的色素成分。天然彩色棉中系列化黄酮类结构化合物的存在进一步证明了天然彩色棉的色彩是多种色素共同作用的结果。