纺织品超临界CO2染色
二氧化碳临界染色
二氧化碳临界染色
【最新版】
目录
1.二氧化碳临界染色的定义和原理
2.二氧化碳临界染色的应用领域
3.二氧化碳临界染色的优势和局限性
4.我国在二氧化碳临界染色技术方面的发展
正文
二氧化碳临界染色是一种利用二氧化碳作为染色介质的染色技术。
其原理是在高压条件下，将二氧化碳注入染色体系中，使染料在纤维表面形成均匀的染色效果。
随着压力的降低，二氧化碳会从染色体系中逸出，留下染色后的纤维。
二氧化碳临界染色技术广泛应用于纺织、皮革、纸张等行业。
在纺织领域，该技术可以提高染色速度，减少染料用量，降低生产成本，同时减少环境污染。
在皮革行业中，二氧化碳临界染色可以提高皮革的染色均匀性，增加其美观度。
在纸张领域，该技术有助于提高纸张的色泽稳定性和均匀性。
尽管二氧化碳临界染色技术具有众多优势，但也存在一定的局限性。
首先，该技术对染料的选择有一定要求，需要选择在二氧化碳中溶解性好、稳定性高的染料。
其次，染色过程中的高压条件对设备要求较高，增加了投资成本。
最后，二氧化碳临界染色技术对某些纤维材料（如聚酯纤维）的染色效果尚不理想。
我国在二氧化碳临界染色技术方面取得了显著的发展。
近年来，我国科研人员通过研究染料的性质和染色工艺，不断优化二氧化碳临界染色技术。
此外，政府对环保产业的支持也为该技术的推广提供了有力保障。
最新-小议超临界二氧化碳在纺织中的应用 精品
小议超临界二氧化碳在纺织中的应用摘要阐述了超临界二氧化碳流体的特性和染色原理，介绍了目前国内外的合成和天然纺织纤维应用超临界二氧化碳流体染色的研究近况，分析其在纺织印染工业中获得广阔的发展前景所需要解决的问题。
关键词超临界二氧化碳；染色原理；合成纤维；天然纤维1前言超临界染色，简称，也叫无水染色，于1989年由德国西北纤维研究中心的科学家等发明，从这时起，各国科学家投入大量人力、物力研究无水染色新技术。
无水染色在世界范围内被视为对传统印染业的革命，传统织物染色需大量用水和化学助染剂，属高耗能、高污染行业，而无水染色具有工艺简单、流程短，不用助剂、染色后不用清洗、染料利用率高，并从源头上杜绝废水的生成等优点。
超临界二氧化碳染色工艺的发展将给传统印染工业带来质的飞跃，从能源节约和生态环境的观点来看，这一革新的技术都是很有意义的。
2超临界流体的特性常规条件下物质一般有三态，即气、液、固三态。
这三种状态在常压条件下可相互转变，其转变可用相图加以说明图1图1纯净物质的相图当某一种物质被压缩到其临界压力和加热到临界温度之上时，其气相和液相就成为超临界。
临界点有温度和压力两个坐标，即分别为临界温度和临界压强。
在临界点之上物质将成为超临界流体，其性质位于典型气体和液体之间，并兼具两者的优点。
能形成超临界流体的化合物有多种，但考虑到达到超临界状态的难易，使用时的安全性、化合物的稳定性以及是否容易获得等因素，最常用的为二氧化碳。
二氧化碳是一种无色﹑无臭、不燃、不爆、无毒、无腐蚀性又容易获得的非极性气体，当超过二氧化碳的临界温度311℃和临界压力739时，即超过临界点后，二氧化碳转变到超临界流体状态。
超临界二氧化碳对物体具有很强的渗透作用，对物质的溶解能力比气体大得多，甚至超过液体，它的密度是气体的数百倍，接近于液体，但其粘度又同气体相等，它的扩散系数是气体的1左右，但又比液体大数百倍。
超临界流体对溶质的溶解度取决于其密度，密度越高，溶解度越大。
科技成果——超临界二氧化碳无水染色技术
科技成果——超临界二氧化碳无水染色技术
成果简介
为了解决染整过程的水体与大气污染难题，2001年起，在我国率先进行了超临界二氧化碳无水技术研究。
利用回收的工业排放二氧化碳废气在超临界状态下溶解染料，并在密闭的釜体中进行纺织品染色，创造性地实现了散纤维、纱线、织物超临界二氧化碳流体无水染色的工程化示范生产，突破了传统水介质染色过程的高耗水与高污染难题，开启了纺织纤维无水染色先河。
研究成果获辽宁省科学技术一等奖1项、国家教育部技术发明二等奖1项、第十六届全国发明展览会金奖1项。
通过了由中国工程院院士孙晋良主持的科技成果鉴定，达到国际先进水平。
现已授权发明专利20余项，成果已成功在辽宁、青海、山东、福建等公司转化，取得了较好的经济社会效益。
技术特点
利用回收的工业排放二氧化碳废气在超临界状态下溶解染料，并在密闭的釜体中进行纺织品无水染色，具有高色牢度，短流程，无三废排放，染料和二氧化碳可循环使用的优势。
与传统水介质染色相比，超临界二氧化碳流体染色无水消耗，无需漂洗和烘干；二氧化碳无毒、不易燃烧、价格低廉；染色无助剂，染料成本低，真正从根源上解决了染整过程的水污染问题。
染色产品染耐水色牢度（沾色、变色）≥4级，耐摩擦色牢度≥4级。
应用范围
适用于散纤维、纱线、织物无水染色加工。
与传统水介质染色工艺相比节水100%，降低能耗20-30%，是纺织印染清洁加工的一次“技术和产业革命”，具有显著的经济社会效益，可在我国染整行业引领、复制、推广、应用。
合作方式技术转让、合作开发。
超临界二氧化碳染色
论文题目：超临界二氧化碳染色姓名：崔志鹏学号：0810150201专业班级：轻化082班学院：纺织学部二零一零年十二月十二日超临界二氧化碳染色【摘要】超临界二氧化碳染色技术是一种新型环保的染色技术，本文通过对一些文献的查阅，简单地概述这种技术的特点以及发展前景。
【关键词】超临界二氧化碳；新型染色技术；环保【引言】利用超临界流体溶剂所具有的低粘度、高扩散性等等传统工艺中水溶剂所不具备的多种特性进行染整加工，而且加工工艺中不断体现出了新的优势，是目前值得探索的加工工艺之一。
超临界二氧化碳的概念二氧化碳(CO2)是一种无色、无臭和不燃的气体，其相对密度是空气的1. 5倍。
它的分子呈直线型，两个氧原子分别在碳的两侧，呈对称分布,故不显极性。
所以，它的相对分子质量虽比水大。
但沸点很低，在常温时为气体。
它的临界温度为31.10C？加压易液化。
由于其分子是非极性的，液态的二氧化碳对极性物质的溶解能力不高，对低极性和非极性物质都有较高的溶解能力，因而对非极性或疏水性纤维具有较强的溶胀能力。
如果把二氧化碳置于密封体系中升温和加压，当超过C02的临界温度(31.10C)和临界压力〔7.39MPa）时，即超过临界点后，则C02转变到超临界流体状态。
此时，它具有许多独特的性质。
在临界温度以上，不管如何加热，它也不能变为气体；同时，在临界压力下，即使加很大的压力也不能变为液体和固体。
由于它不同于气体、液体和固体，故将这种状态的流体状态称为超临界流体。
超临界CO2流体（SCF）是指处于临界温度和临界压力(31.2。
C,7.31MPa)以上，具有良好溶解性和扩散性质的流体。
i超临界二氧化碳流体染色具有以下一些优点（1）染色时不用水，无废水污染；（2）染色结束后可降低压力，此时CO2气化，不需要进行染后供干，既可縮短工艺流程，又可縮短染色时间、节省烘干能源；(3)上染速度快，匀染和透染性好，染色重现性也很好；(4)CO2本身无毒，不燃，可重复回用；(5)染料可重复利用，染色时不需要添加分散剂、匀染剂、缓冲剂等助剂，不仅可降低成本，提高染料的利用率，还有利于环境保护，减少污染；(6)适用的纤维品种较广，一些难染的合成纤维（如丙纶、芳纶等）也可染色。
天然纤维超临界二氧化碳染料合成及染色
天然纤维超临界二氧化碳染料合成及染色在当今快速发展的时代，环境保护和可持续发展备受关注。
天然纤维的超临界二氧化碳染料合成及染色技术，作为一种环保、高效的染色工艺，正在逐渐引起人们的关注。
1. 介绍天然纤维，如棉、麻、丝等，是人们日常生活中常见的纺织原料。
而传统的染色工艺中，使用的染料多为合成染料，其中包含了对环境和人体健康有害的物质。
超临界二氧化碳染料合成及染色技术的提出，为解决传统染色工艺中存在的环境污染和资源浪费问题提供了新的途径。
2. 超临界二氧化碳染料合成超临界二氧化碳是一种介于气态和液态之间的状态，在一定的温度和压力条件下，具有较高的溶解能力。
利用超临界二氧化碳作为反应介质，进行染料的合成，不仅可以提高反应速率和产率，还可以避免传统有机溶剂对环境造成的危害。
使用超临界二氧化碳作为反应介质，可以实现染料的高效合成，并且减少有机溶剂的使用，降低了对环境的污染。
3. 超临界二氧化碳染料染色传统的染色工艺中，染料在水溶液中与纤维发生作用，而超临界二氧化碳染料染色技术中，染料通过超临界二氧化碳的介质作用，直接进入纤维内部，使得染色效果更加均匀、快速和节省能源。
超临界二氧化碳是可再生、无毒的介质，符合环保理念。
4. 个人观点和理解作为一名文章写手，我对天然纤维超临界二氧化碳染料合成及染色技术充满信心。
这种新兴的染色技术不仅能够提高染料的利用率，减少对环境的污染，还能够为纺织行业的可持续发展提供新的思路和方法。
通过对染料合成和染色工艺的深入研究和探索，我相信天然纤维超临界二氧化碳染料合成及染色技术将会为纺织行业注入新的活力。
在今后的发展中，我将继续关注天然纤维超临界二氧化碳染料合成及染色技术的进展，努力将新的知识和信息传递给更多的读者，推动环保和可持续发展理念在纺织行业的深入推广。
5. 总结天然纤维超临界二氧化碳染料合成及染色技术，作为一种环保、高效的染色工艺，具有巨大的发展潜力。
通过利用超临界二氧化碳的溶解能力，可以实现染料的高效合成和纤维的均匀染色，为纺织行业的可持续发展提供了新的思路和方法。
二氧化碳临界染色
二氧化碳临界染色
二氧化碳临界染色是一种环境友好的染色工艺，它以液态CO2作为介质的染色工艺，在超高压（超过CO2的临界压力）的条件下使CO2液化，染料在其中溶解，纤维也在其中膨化，允许染料分子迅速、均匀地扩散。
染色后减压，CO2蒸发，无须水洗，是环境友好型的染色工艺。
此外，超临界二氧化碳作为水的替代品用作染色介质，已成功应用于分散染料上染涤纶。
在染色时无需分散剂，染色后织物表面的浮色可用超临界二氧化碳流体循环清洗，无需还原清洗，节约成本；残余染料以粉末状被完全回收利用，无污水排放。
然而，目前关于超临界二氧化碳染色的研究主要集中在聚酯纤维的染色机理上，与工业化有关的大多数技术问题已经得到解决，但在天然纤维织物染色方面还没有取得重大突破。
同时，这种染色工艺在推广过程中存在的成本高、设备稳定性差、使用寿命短等问题还有待解决。
可以查阅关于超临界二氧化碳染色工艺的相关文献报道获取更多信息。
超临界二氧化碳染色原理
超临界二氧化碳染色原理
超临界二氧化碳（supercritical carbon dioxide, scCO2）染
色技术是一种新兴的染色工艺，它主要将二氧化碳以超临界状态作为
溶剂，借助其特殊的流动性和激活力将染料分散或溶解后在再纺织品
上形成染色。
超临界二氧化碳染色可以很大程度上减少传统印染后的污染物排放。
它采用的是全封闭式的染色技术，染料会被完全封闭，不会有染
料流失的情况。
而且，与传统的染色技术不同，超临界二氧化碳染色
不需要使用酸、碱或化学催化添加剂，可以有效的去除不良的气味以
及硫等有毒物质。
超临界二氧化碳染色工艺在纺织品染色过程中有许多优势，最主
要的是不会产生有毒废弃水，染料也不会溢出，只有少量的产生物排
放到空气中。
它比传统的染色工艺更加环保、节约能源，且纤维上的
染料更加牢固、染色效果更加持久耐洗。
综上所述，超临界二氧化碳（scCO2）染色工艺可有效降低传统染色工艺的能源消耗和污染物排放，是未来纺织品染色行业蓬勃发展的必然趋势。
超临界CO2流体染色技术
超临界CO2流体染色技术河北科技大学纺织服装学院张晏铭二氧化碳是一种无色、无臭和不燃，非极性的气体，沸点很低，在常温下为气体。
如果在封闭体系中升温和加压，当温度和压力超过二氧化碳的临界温度31·1℃和临界压力7·39MPa，二氧化碳即转变到超临界流体状态。
在临界温度以上，即使这样加热，他也不能变成气体。
同理在临界压力以上，即使怎样加压，也不能变为液体和固体。
1、背景和发展历史1988年,纺织物的超临界流体染色的首项专利提出。
1989年,德国Bochum的Ruhr大学的理科硕士论文课题与GMSchneider教授密切合作,采用此新技术进行了首次实验室规模的聚酯染色。
继首次成功试验[12]以后,由德国Krefeld的德国西北纺织研究中心(DTNW)继续这项工作。
1991年,基于最佳的实验室规模的染色条件[19～25],德国Velen的Jasper公司与德国西北纺织研究中心紧密合作,制造了首台半工业规模的染色机。
1994年,Jasper公司的其中一台CO2染色机安装在德国B ǒnnigheim的Amann&Sǒhne公司,用于聚酯缝纫线染色,以试验该技术用于纺织工业的可能性。
1995年初,在德国Hagen的UHDEHochdrucktechnik公司开始了新的探讨,德国西北纺织研究中心终于建造了一台新的CO2染色试验设备。
自1995年,国际上对这一技术的兴趣越来越高,最初在美国和亚洲,以后又在欧洲。
2、该技术的原理染色时，只有分子状态的染料可以上染纤维，随着分子状态染料上染纤维，胶团中和晶粒中的染料分子会不断溶解到水中，直到上染结束；由于染料溶解度低，因此在低温时大大限制了上染速度。
又由于大部分染料是以悬浮体存在，因此，染液的分散稳定性不高，容易发生晶粒的凝聚、晶型转变和晶粒增长，严重时还会出现沉淀，引起染色困难或不匀。
分散剂的存在虽然提高了染料悬浮体的分散稳定性，但是它的存在不仅增加了生产成本，也会污染水质，有的还会降低染料的平衡上染量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
图 ｌ 纯 净物 质 的 相 图
的渗 透能力 比液 体更 强 。在 临 界点 附近 ， 系压 力 的 体 千倍之 多 ） 。由于粘度 、 比热 、 电常数 、 介 溶解能力 都 与
可 图中标 有 Ｓ， Ｇ的三个 区域分 剐表示 单一 存在 微 小变 化即可导 致密 度 的 巨大 变化 （ 达到 数百 至一 Ｌ和
维普资讯
２０ ０ ２年 ２月 － ３ 第 ０卷 － １ 秉 期
上碍纺鲲科拄 一
漂染印毫 一
３ ３
纺织 品超 临界 Ｃ ：染 色 Ｏ
张 莉 莉 阎 克路 东华大学化学与化工学院 ２０５ ００ １
摘 要 介绍 了超 临界 ｃ Ｏ 的特性及其染色原理 ， 综述 了目前 国内外纺织品应用超 临界 ｃ 染色技术 的发展状 Ｏ 况和存在的问题 ， 认为其在印染 工业 中有很好的发展前景 。 关鬟词 ： 超临界 ｃ 染色 发展状况
水治理 负荷重 ， 能源 和染 化料浪 费 大 ， 产 成本 高。随 伸 。 生 温度 和压 力同 时增 加 ， 由于 热膨 胀 液 体 密度 降低 ， 气 资源 缺乏显 得越 来 越 紧 迫 ， 一 方 面人 们 对 环 境 质 量 度达 到一致 ， 态 和液态 之 问的差 别 消失 一 。此时 的 另
的要求也不断提高 。这些问题的存在迫使科学家们致 状态 称 为 超 临 界 流 体 各 种 物 质 都 有 其 临 界 温 度
力 于寻找无 污 染 、 能耗 的 “ 色 生产 工 艺 ， 科 技 低 绿 高 （ ）和临界 压 力 （ Ｐ ）。如 在 临界 温 度 以上 ， 即使 怎
气
。 ｘｌ ５ ． Ｏ
常规 条 件 下 物 质 一 般 有 三 悫 ， 即气 、 、 三 态 。 液 固
这 三种状 态在 常 压条 件 下可 相 互 转 变 ， 其转 变 可 用 相
图加 以说 明 （ 图 １ 。 见 ）
ｔ
‰
芝 烈 鼍
Ｌ
Ｓ
Ｃ
从表 １ 可看 出 ， 临界 流 体 的密 度 为 气体 的数 百 超 倍， 接近 液体 ， 其牯度 和气体 相等 。它 的扩散 系数 是 但 气体 的百 分之 一左 右 。 比 液体 大 数 百倍 。这就 表 明 但
中 囤 分 类 号 ： Ｓ ９ ．９ Ｔ １ ３ ｓ
１ 前
言
各条实线 分别 表 示两 相 共存 。但 是 ， 旦 离 开这 种 条 一 件 ， 的变化就 更 为 复杂 。 如果 将气 液 共 存 线 向上 延 它 同时 压力增大 ， 气体 密度升高 ， 在临 界点 Ｃ处两相 的密
且前 。 国染整 生 产的特 点是生 产 消耗 水量 多 ， 我 废 着 全 国城市 化进 程 加 快 和生 活 水平 的提 高 ， 方 面 水 一
的发 展将使 之成 为 可能。近 ２ ０年 ， 超临 界 流体 技术倍 样 加热 ． 也不 能变为气 体 。如在临界 压力 以上 ， 即使 怎 受印染工 作者 的青 睬。超 临界流 体技 术 已用 于萃取 天 样 加压 ， 不能 变 为液 体 和 固体 。图 中划斜 线 的 区 域 也 然产 品及 食 品工 业 中 。例如 从 咖 啡 豆 萃 取咖 啡 碱 ． 以 及 萃取啤酒 花 和烟 草 。超 临界流 体 的溶 解能力 还 使其 应用在 色谱 分 析 中… 。近 几 年 来 ， 国外 一 直 在研 究 超 临界 Ｃ 技术 在纺织 品 印染 加 工 中的应 用 ， 种染 色 Ｏ 这
的 固态 、 液态 和气态 。Ｔ点处 表 示气 、 、 液 固三态共 存 ，
维普资讯
３ 一 ４
上海 纺 织科 技 一
漂 染 印整
２０ ０ ２年 ２ 月 ・第 ３ ０卷 ・第 １期
密度 相关 ， 因此 超 临 界状 态 下 的物 质 可 以通 过调 节 压 力控 制其许 多 物理化 学性 质 。由于 Ｃ 子是 非极性 Ｏ分 的， 因此在 化学 性质方 面 ， 超 临界流 体 的性质 和 非极 其 性 的有机 溶剂 相 似 ， 对非 极 性 和低 极 性 的 染 料有 较 强 的溶 解能 力 ， 对极性 物质 不容 易溶解 。 但
跃 ， 能源节约 和生 态环 境的观 点 来看 ， 从 这一 革新 的技 术都 是很有 意义 的 Ｊ Ｊ 【。 ］
能燃 烧 、 炸 的特点使其具 有使用 安全 性 ； Ｃ 格 爆 且 Ｏ价 便 宜 ， 以作 为副产 品从 发酵 、 烧 、 成 氨 的过 程 中 可 燃 合
大量 的获得 。 ２ ２ 超 临 界 流 体 的 特 性 ．
Ｆ就是超 临界流体 范 围 尽 管许 多物质 都 可 以 作超 临 界 流体 使 用 ， 生 态 从 和技术 的角 度 考 虑 ， 们 更广 泛 地 采 用 了 Ｃ Ｏ 人 Ｏ 。Ｃ ， 的超临界 点位 于 Ｐ ＝７ ３ ５ ／一０ ０ ５ ． ８ ８＋ ． ０ ＭＰ和 ＝
方法具 有许 多优 点 ， 彻底 地改变 了传 统 的染色 方法 ， 避 ３ ４ ２ ０ ． ０＋／一０ ０ Ｋ处 。 ．５ 这一超 临界点 在工艺 中相对 容 免污 水的产 生 ， 而彻 底解 决 污水 问题 。 因此 ， 临界 易实现 。Ｃ 毒 ， 以用在食 品和饮 料工 业 中 ； 不 从 超 Ｏ无 可 它 Ｃ ， 色工 艺 的 发展 将 给 传 统 印染 工 业 带 来 质 的飞 Ｏ染
２ 超 临 界 流体 的特 性
２ １ 超 临 界 流 体 ．
超 临界 流体具 有 一 般气 体 和液 体 所 没 有 的性 质 。
表 １ 出了气 俸 、 体和超 临界流 体在 密度 、 列 液 扩散 系数
和粘性 方 面的 比较 ” 。
衰 １ 超临界流体 、 液体 、 气体的某些糯理性质