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超臨界CO2流體染色技術

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，無水染色學名“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，會達到超臨界狀態(tài)，在超臨界范圍內的物質既不是氣體，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、擴散系數(shù)和氣體相近。

當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。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。

據(jù)該中心說，應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到與用水染色的同樣效果，甚至非常纖細的織物也能經受處理而不出現(xiàn)任何問題。

(1)超臨界CO2流體染色的設備:

整個染色設備包括:二氧化碳氣瓶、膜壓機、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流體染色的技術方法: 就是把二氧化碳氣體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，使二氧化碳氣染料溶解，可以代替水作為染色介質對織物染色，然后至染色罐內與織物進行染色。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:

鋼瓶里二氧化碳經膜壓機,加熱加壓后進入裝著染料的染料罐，溶解染料后的二氧化碳進入裝有織

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的滲透性，對物質具有很強的溶解性，且表面張力低?？梢詳y帶染料很容易地進入纖維內部進行染色，進入纖維內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)內增溫至80～140℃，增壓至20～30Ｍｐａ，使液態(tài)二氧化碳達到超臨界流體狀態(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，再經冷凝液化，回收。