1前言
超臨界染色(supercriticalfluiddyeing，簡稱sfd)，也叫無水染色(waterlessdyeing)，于1989年由德國西北纖維研究中心的科學家schollmeyer等發明，從這時起，各國科學家投入大量人力、物力研究無水染色新技術。
無水染色在世界范圍內被視為對傳統印染業的革命，傳統織物染色需大量用水和化學助染劑，屬高耗能、高污染行業，而無水染色具有工藝簡單、流程短，不用助劑、染色后不用清洗、染料利用率高，并從源頭上杜絕廢水的生成等優點。
超臨界二氧化碳染色工藝的發展將給傳統印染工業帶來質的飛躍，從能源節約和生態環境的觀點來看，這一革新的技術都是很有意義的。
2超臨界流體的特性
常規條件下物質一般有三態，即氣、液、固三態。這三種狀態在常壓條件下可相互轉變，其轉變可用相圖加以說明(圖1)
圖1純凈物質的相圖
當某一種物質被壓縮到其臨界壓力和加熱到臨界溫度之上時，其氣相和液相就成為超臨界。臨界點有溫度和壓力兩個坐標，即分別為臨界溫度(tc)和臨界壓強(pc)。在臨界點之上物質將成為超臨界流體，其性質位于典型氣體和液體之間，并兼具兩者的優點。
能形成超臨界流體的化合物有多種，但考慮到達到超臨界狀態的難易，使用時的安全性、化合物的穩定性以及是否容易獲得等因素，最常用的為二氧化碳。二氧化碳是一種無色﹑無臭、不燃、不爆、無毒、無腐蝕性又容易獲得的非極性氣體，當超過二氧化碳的臨界溫度(31.1℃)和臨界壓力(7.39mpa)時，即超過臨界點后，二氧化碳轉變到超臨界流體狀態。超臨界二氧化碳對物體具有很強的滲透作用，對物質的溶解能力比氣體大得多，甚至超過液體，它的密度是氣體的數百倍，接近于液體，但其粘度又同氣體相等，它的擴散系數是氣體的1左右，但又比液體大數百倍。超臨界流體對溶質的溶解度取決于其密度，密度越高，溶解度越大。當改變其壓力和溫度時，密度即發生變化，從而導致溶解度發生變化。超臨界流體染色就是利用超臨界流體的這些特性發展起來的染色技術。
3超臨界co2的染色原理
二氧化碳是非極性分子，只能溶解非極性或極性低的染料。在染色過程中，染料首先溶解在超臨界二氧化碳流體中，溶解的染料隨染液的流動逐漸靠近纖維界面→染料進入動力邊界層(難以流動)靠近纖維界面到一定距離后，主要靠自身的擴散接近纖維→染料迅速被纖維表面吸附(它們之間的分子作用力足夠大)→染料將向纖維內部擴散轉移(纖維內外產生用量差或者內外染料化學位差)。
超臨界二氧化碳流體染色的工藝過程很簡單。染色通常是在15—35mpa的高壓下進行，染色溫度根據織物(或纖維)的品種進行調節，要大于纖維的玻璃化溫度，一般掌握在80—160℃，也可再高些。染色時間一般為10-120min。
圖2超臨界co2染色過程示意圖
超臨界織物的染色過程為(圖2)：將卷繞被染物的經軸放在高壓染色釜中，把染料放入染料釜中，關閉壓力容器，二氧化碳被泵壓縮到超臨界狀態，并經過加熱器加熱到規定溫度。超臨界二氧化碳流體溶解染料釜中的染料，并被送到染色釜中，染色流體通過循環泵循環，從而染料被纖維吸附(染色)。染色結束后，染液通過分離器被減壓。這時，二氧化碳變成氣體，其中的染料溶解性降低而沉淀，從而分離二氧化碳和染料。不含染料的二氧化碳被回收儲藏。另一方面，停止染色槽中的二氧化碳循環，開啟高壓染色釜，取出染色物
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