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超臨界CO2流體染色是90年代,1989年由歐洲德國西北紡織品研究中心,E．Schollmeyer氏發(fā)明的無水染色新技術(shù)，無水染色學(xué)名“超臨界流體染色”，這種新染色法的最大優(yōu)點是使紡織企業(yè)不必再付出巨額的廢水處理費用，紡織品也不必再被烘干處理。

　　這種新方法運用的染色媒介是超臨界二氧化碳。德國西北紡織品研究中心的科研人員發(fā)現(xiàn)，二氧化碳在溫度為120攝氏度、壓力為300個大氣壓的時候，會達(dá)到超臨界狀態(tài)，在超臨界范圍內(nèi)的物質(zhì)既不是氣體，也不是液體，兼具氣體和液體的雙重特性。超臨界流體的密度與液體相同，但它的粘度、擴(kuò)散系數(shù)和氣體相近。

當(dāng)超臨界流體在膨脹或冷卻時，作為溶劑的超臨界流體的溶解度將很快降低而析出溶解的物質(zhì)。超臨界二氧化碳能溶解染色劑，并能在染色程序完成后迅速揮發(fā)。利用這個特性可用于染色，且容易回收。常用的超臨界流體是CO2，它是容易液化的無毒物質(zhì)。

　　據(jù)該中心說，應(yīng)用超臨界二氧化碳染色法，尼龍和其他聚合化纖織物都能達(dá)到與用水染色的同樣效果，甚至非常纖細(xì)的織物也能經(jīng)受處理而不出現(xiàn)任何問題。

(1)超臨界CO2流體染色的設(shè)備:

整個染色設(shè)備包括:二氧化碳?xì)馄?、膜壓機(jī)、染料罐、染色罐(采用程序升溫染色罐)、染料回收罐、制冷器、二氧化碳貯罐和各種閥門，還包括控制整體設(shè)備的溫度、壓力和流量的電器控制部分。

(2)超臨界CO2流體染色的技術(shù)方法:

就是把二氧化碳?xì)怏w加熱加壓到既非氣體也非液體的超臨界流體狀態(tài)，由泵打壓到染料罐，使二氧化碳?xì)馊玖先芙?，可以代替水作為染色介質(zhì)對織物染色，然后至染色罐內(nèi)與織物進(jìn)行染色。染色條件是15－25MPa，80－120℃，染色時間1h左右,染色完成后剩余染料和二氧化碳均可回收并循環(huán)使用。

(3)超臨界CO2流體染色的過程:

鋼瓶里二氧化碳經(jīng)膜壓機(jī),加熱加壓后進(jìn)入裝著染料的染料罐，溶解染料后的二氧化碳進(jìn)入裝有織物的染色罐，用1個小時左右給織物上色，上完色的二氧化碳

整個過程無水、無助劑、無污染，既節(jié)能又高效，對滌綸纖維和某些高性能特殊纖維的上色效果尤其好。

(4)超臨界CO2流體染色的工藝:

其工藝是將染色系統(tǒng)中的液態(tài)二氧化碳,經(jīng)增溫增壓至超臨界流體狀態(tài)。由循環(huán)泵使二氧化碳不斷循環(huán)往復(fù)于染色罐和染料罐之間，邊溶解染料邊為織物上染。

然后用新的二氧化碳對被染織物沖洗。沖洗后回收罐泄壓回收二氧化碳和染料。其裝置是由染色系統(tǒng)和回收分離系統(tǒng)構(gòu)成。由管線連接兩系統(tǒng)。利用超臨界流體二氧化碳對織物具有很強(qiáng)的滲透性，對物質(zhì)具有很強(qiáng)的溶解性，且表面張力低?？梢詳y帶染料很容易地進(jìn)入纖維內(nèi)部進(jìn)行染色，進(jìn)入纖維內(nèi)部的染料分子不易被二氧化碳分子解析，所以染色牢固。節(jié)約大量的水資源，達(dá)到廢水零排放。

　　二氧化碳的用量是按二氧化碳存儲器容積每升１．５公斤計算，再將染色系統(tǒng)內(nèi)增溫至80～140℃，增壓至20～30Ｍｐａ，使液態(tài)二氧化碳達(dá)到超臨界流體狀態(tài)，然后啟動循環(huán)泵，邊溶解染料，邊對織物循環(huán)染色，染色時間為20～40分鐘，染色后，用新的超臨界流體二氧化碳對織物進(jìn)行沖洗，沖洗時間為15分鐘，然后將系統(tǒng)泄至常溫常壓，分離出染料，氣化的二氧化碳，再經(jīng)冷凝液化，回收。

(5)超臨界染色的特點是：

(a)不用水為介質(zhì)，也不排放廢水;

(b)超臨界狀態(tài)的CO2具有很高的表面張力，低粘度和較高的擴(kuò)展系數(shù)，具有對分散染料的易溶性;

(c)不用染色助劑。

(6)超臨界染色的適用纖維：

超臨界染色，特別涉及滌綸、乙酸纖維、三乙酸纖維、芳綸纖維(Kevlar，Nomex，Dorlastan)、聚酰胺纖維、丙綸纖維、尼龍66、、聚乳酸纖維的染色。

(7)超臨界染色的問題是：

(a)使用高壓，安全性能差；

(b)設(shè)備投資高；

(c)不適用于天然纖維，如棉、毛(媒染劑，mordant)、絲等。

超臨界染色方法雖屬于無水染色，但還停

(8)超臨界染色的發(fā)展:

“超臨界流體無水染色技術(shù)”，利用超臨界流體的半液氣狀態(tài)，即可以溶解染料，又可以輕易地滲透至紡織品內(nèi)部，完成染料溶解---吸附---上染的工藝過程?；鞠藗鹘y(tǒng)水染色工藝的主要缺點，將染色周期從數(shù)小時縮短到數(shù)十分鐘，同時基本實現(xiàn)“零”排放，不僅環(huán)保而且高效,解決關(guān)鍵的難題,將會帶動染色技術(shù)飛躍發(fā)展。