超临界二氧化碳
ccus超临界二氧化碳

ccus超临界二氧化碳
CCUS,全称为二氧化碳捕集、利用与封存,是一种技术,用于捕集生产过程中排放的二氧化碳,并对其进行利用或封存,以减少温室气体排放。
超临界二氧化碳是一种状态,指的是当二氧化碳的温度和压力达到或超过其临界点(通常是31.1°C和7.38Bar)时,它变为一种超级压缩的气体,具有许多独特的物理和化学特性。
在CCUS技术中,超临界二氧化碳可以用于多种应用,如二氧化碳的运输、注入和驱油等。
具体来说,超临界二氧化碳在CCUS中的应用包括:
捕集:超临界二氧化碳可以用于从排放源中捕集二氧化碳。
它可以从工业烟气、汽车尾气等中提取二氧化碳,然后压缩成超临界状态,方便运输和储存。
运输:超临界二氧化碳可以用于将捕集的二氧化碳从一个地方运输到另一个地方。
由于其高密度和流动性,超临界二氧化碳是高效的二氧化碳运输方式。
注入:超临界二氧化碳可以用于将二氧化碳注入地下岩层中,进行地质封存。
通过在地下的高压条件下将超临界二氧化碳注入,可以将其长期封存在地下岩层中,避免其逃逸到大气中。
驱油:超临界二氧化碳可以用于提高石油采收率(EOR)。
通过将超临界二氧化碳注入油藏中,可以扩大油藏的孔隙度和渗透率,提
高油的流动性,从而增加石油的采收率。
总体来说,超临界二氧化碳在CCUS技术中具有多种应用,有助于减少温室气体排放,并促进可持续发展。
二氧化碳超临界

二氧化碳超临界
超临界二氧化碳是二氧化碳的超临界状态,也就是二氧化碳随着温度和压力的变化,超出了二氧化碳气液的临界温度,临界压力,临界容积状态的二氧化碳。
二氧人碳的密度和黏度,会随着压力的增加而变大,随着温度的升高而减小,压缩因子会随着温度,压力而变化,地质封存和促进油气开采条件下二氧化碳的密度大体在200-800kg/立方米之间,小于地下水的密度,所以把二氧化碳注入到地下含水层以后,二氧化碳在浮力的作用下会向上迁移而聚集于构造高点。
当温度高于31.1摄氏度,压力高于7.38Mpa时,二氧化碳便进入到了超临界状态,在二氧化碳地质储存中,大多数储层的温度和压力均达到了临界点以上,二氧化碳常常是以超临界状态储存于地质体中。
超临界二氧化碳是一种高密度注体,在物理特性上兼有了气体和液体的双重特性,密度是气体的几百倍,近于液体,这也让超临界二氧化碳有很强的溶剂化能力,具有常规液态溶剂的强度,在临界温度以下,气体被不断的压缩会有液相出现,然而,超临界流体被压缩只是增加其密度,不会形成液相,超临界流体的密度和温度与压力密切相关,超临界二氧化碳的密度随着压力升高而增大,随着温度升高而减小,在临界点附近,密度对于压力和温度十分的敏感,很小的温压变化就会导致密度的急剧变化。
超临界的二氧化碳

超临界的二氧化碳1. 简介超临界的二氧化碳是指将二氧化碳(CO2)暴露于高温和高压条件下,使其达到超临界状态的一种物质。
在超临界状态下,二氧化碳具有特殊的物理和化学性质,广泛应用于许多领域,包括能源、材料科学、环境保护等。
2. 超临界二氧化碳的特性2.1 物理性质超临界的二氧化碳具有以下主要物理特性:•高溶解度:超临界CO2能够溶解许多有机物和无机物,利用其溶解能力可以进行有效的提取、分离和反应。
•可调节密度:通过调节温度和压力,可以控制超临界CO2的密度,从而实现对其溶解性能和传质速率的调控。
•低粘度:相比于液态CO2,在超临界状态下CO2具有较低的粘度,利于流体流动和传质过程。
2.2 化学性质超临界二氧化碳在一定条件下可以表现出类似液态和气态CO2的化学性质,同时还具有以下特点:•可逆性:超临界CO2的溶解度随温度和压力的变化而变化,可以通过调节条件实现物质的溶解和分离。
•低反应性:超临界CO2在常规条件下具有较低的反应活性,但可以通过添加催化剂或改变反应条件来促进其与其他物质的反应。
•温和条件:超临界CO2的反应通常在较低温度和中性pH条件下进行,有利于维持物质的活性和选择性。
3. 应用领域3.1 能源领域超临界二氧化碳在能源领域具有广泛的应用前景:•超临界CO2能够作为工作介质用于高效能量转换系统,如超临界CO2透平、超临界CO2燃烧等。
•利用超临界CO2对天然气、油藏中原油等进行提取和回收,可以提高能源利用效率。
•超临界CO2还可用于碳捕获和储存(CCS)技术,减少二氧化碳排放对环境造成的影响。
3.2 材料科学领域超临界二氧化碳在材料科学领域有着重要的应用:•超临界CO2能够用作溶剂和反应介质,用于制备纳米材料、薄膜和多孔材料等。
•利用超临界CO2进行溶胶凝胶法、沉积法等制备工艺,可以得到具有特殊结构和性能的材料。
•超临界CO2还可用于聚合物的脱溶剂化、增溶剂化等过程,实现对聚合物结构和性能的调控。
co2超临界

co2超临界一、什么是CO2超临界?CO2超临界是指将二氧化碳(CO2)加压至超过其临界点(7.38 MPa,31.1℃)的状态下,使其达到液态和气态之间的状态。
在这种状态下,二氧化碳具有类似于液体的密度和类似于气体的运动性质。
二、CO2超临界在哪些领域应用广泛?1. 超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术是指利用CO2超临界作为萃取剂,将目标物质从原料中分离出来。
此技术适用于药物、食品、香料等领域。
2. 超临界干燥技术超临界干燥技术是指利用CO2超临界作为干燥介质,将湿润的物体快速干燥。
此技术适用于纺织品、药品等领域。
3. 超临界反应技术超临界反应技术是指利用CO2超临界作为反应介质,在高压高温条件下进行化学反应。
此技术适用于合成新材料、新药等领域。
三、CO2超临界的优点有哪些?1. 环保CO2超临界是一种环保的工艺,因为CO2是一种天然存在于大气中的物质,不会对环境造成污染。
2. 安全CO2超临界的操作压力较高,但由于其不易燃、不易爆、无毒等性质,使得其操作相对安全。
3. 高效CO2超临界能够快速地将目标物质从原料中分离出来,并且可以循环利用,提高了工艺效率和经济效益。
四、CO2超临界存在哪些挑战?1. 能耗较高由于CO2超临界需要加压才能达到超临界状态,因此需要消耗大量的能量。
2. 设备成本高由于CO2超临界需要使用高压容器等特殊设备,因此设备成本较高。
3. 工艺参数难以控制由于CO2超临界状态下液相和气相之间的交替变化比较复杂,因此工艺参数难以控制,对操作人员要求较高。
五、未来发展趋势如何?未来发展趋势主要包括以下几个方面:1. 节能降耗未来的CO2超临界技术将会更加注重节能降耗,通过改进工艺流程、优化设备结构等方式来实现。
2. 提高工艺控制精度未来的CO2超临界技术将会更加注重工艺控制精度,通过引入先进的自动化控制系统等方式来实现。
3. 拓展应用领域未来的CO2超临界技术将会拓展应用领域,例如在环保、新能源等领域中发挥更大的作用。
超临界co2的含义和计算方法

超临界CO2的含义和计算方法I. 超临界CO2的含义超临界CO2指的是二氧化碳在特定的温度和压力条件下处于其临界点以上的状态。
在这种状态下,二氧化碳不再表现出气态或液态的特性,而是处于一种介于气态和液态之间的状态。
II. 超临界CO2的计算方法超临界CO2的计算方法主要涉及流体力学和热力学方面的知识,下面将分别介绍其计算方法。
1. 流体力学计算方法超临界CO2的流体力学计算方法主要涉及密度、粘度、速度等参数的计算。
在实际工程中,可以采用CFD(计算流体力学)等数值模拟方法来进行超临界CO2的流体力学计算。
2. 热力学计算方法超临界CO2的热力学计算方法主要涉及压力、温度、比熵等参数的计算。
在实际工程中,可以采用热力学方程、状态方程等方法来进行超临界CO2的热力学计算。
III. 超临界CO2在工程应用中的意义超临界CO2具有较高的密度和扩散性,可以广泛应用于化工、制药、食品加工等领域。
超临界CO2还具有较低的粘度和表面张力,有利于提高反应速率和产品质量。
IV. 超临界CO2的环保意义由于超临界CO2具有较高的溶解性和选择性,可以替代传统的有机溶剂,对环境没有污染和危害,因此在绿色化工领域有着广阔的应用前景。
V. 结论超临界CO2作为一种绿色、高效的工业溶剂,在化工、制药、食品加工等领域有着广泛的应用前景。
对超临界CO2的含义和计算方法进行深入的研究和探索,对推动我国的绿色工业发展具有重要意义。
还需要进一步加强超临界CO2的环保意义和环保意识,促进超临界CO2的可持续发展和广泛应用。
I. 超临界CO2在化工领域的应用超临界CO2在化工领域有着广泛的应用,其中最为突出的是其在萃取和分离过程中的应用。
在传统的化工生产中,通常会采用有机溶剂进行萃取和分离,而超临界CO2具有较高的溶解性和选择性,可以取代传统的有机溶剂,降低了生产过程中的有机溶剂使用量和对环境的影响。
超临界CO2还可以用于高效的萃取和分离过程,提高了工艺的效率和产品的纯度。
超临界二氧化碳裂岩原理

超临界二氧化碳裂岩原理
超临界二氧化碳裂岩原理是一种用于油气勘探、开采的新技术,它利
用二氧化碳在超临界状态下的物理特性,通过注入超临界二氧化碳来
裂解固体岩石,从而释放出油气资源。
本文将从超临界二氧化碳的性
质和裂岩原理两个方面详细介绍。
一、超临界二氧化碳的性质
1. 超临界状态:当二氧化碳在高压、高温条件下达到临界点以上时,
便处于超临界状态。
2. 高溶解度:二氧化碳在超临界状态下具有极高的溶解度,可溶解多
种有机物质,如烃类。
3. 低粘度:相对于液态的二氧化碳,超临界二氧化碳具有很低的粘度,因此易于渗透进入岩石裂隙中。
二、裂岩原理
1. 注入超临界二氧化碳:将超临界二氧化碳注入到需要开采的油气层中,由于其低粘度和高溶解度,可渗透进入岩石或裂隙内。
2. 岩石膨胀:超临界二氧化碳进入岩石裂隙后,由于其温度和压力的
变化,会导致岩石膨胀、裂解。
3. 油气释放:随着岩石的裂解,原本被封闭在岩石中的油气开始释放,并被超临界二氧化碳带到矿井内。
4. 降低黏度:二氧化碳与油气混合后,可降低油气的黏度,使其更容
易被开采。
总结:
超临界二氧化碳裂岩原理通过充分利用二氧化碳的物理化学特性和作用机理,使油气资源得以释放和开采。
这种新技术的应用,不仅提高了资源开采效率,同时也有助于环保和绿色发展。
SFE(超临界二氧化碳萃取)

超临界二氧化碳萃取
超临界二氧化碳萃取(Supercritical Carbon Dioxide Extraction,简称SFE)是一种利用超临界二氧化碳提取天然物质的独特工艺。
超临界二氧化碳是一种介于气态和液态之间状态的物质,具有高溶解力、低表面张力、低粘度和可调节性等特点,在低温下能够较快地将有机物质从天然源中提取。
SFE工艺主要包括三个步骤:加压、扩散和减压。
首先,将二氧化碳压缩至超临界状态(大约50℃和3000 psi);然后,将超临界二氧化碳通过特制的萃取釜与天然源接触,将天然物质中可溶解的成分提取出来;最后,通过减压,将萃取物质从二氧化碳中分离出来。
整个过程中,温度、压力、流量等参数都可以精密控制,以确保最佳的萃取效果。
SFE有以下优点:一是绿色环保,使用超临界液体作为萃取介质,使得萃取过程中无需使用有毒有害的有机溶剂;二是提取效率高,由于超临界二氧化碳具有较高的溶解力,所以可以将极低浓度的活性成分(如植物中的活性成分、香料、药品等)高效提取出来;三是生产成本低,不需要大量的化学品,节省能源,因此具有较好的经济性。
超临界二氧化碳萃取目前广泛应用于食品、药品、香料、色素等行业。
例如,SFE可以从植物、动物中提取出天然活性成分,如咖啡因、芝麻酚、黄酮、萜烯等;在化妆品、食品、药品行业中可以从香料、色素等中萃取出高品质的成分,具有广泛的应用前景。
超临界二氧化碳剥离

超临界二氧化碳剥离超临界二氧化碳剥离是一种常用的分离纯化技术,广泛应用于化学工业、生物医药和食品加工等领域。
本文将从超临界二氧化碳的特性、剥离原理、应用领域以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、超临界二氧化碳的特性超临界二氧化碳是指在一定的温度和压力条件下,二氧化碳同时具有气态和液态的特性。
其临界温度为31.1摄氏度,临界压力为7.38兆帕,超过这些临界值后,二氧化碳将不再具有液态和气态的区别,呈现出高密度、高扩散性和高溶解性等特点。
超临界二氧化碳剥离是利用超临界二氧化碳的高溶解性和可调节性,将目标物质从混合物中分离出来的过程。
其原理主要包括溶解度调节、传质速率控制和分离效率优化三个方面。
1. 溶解度调节超临界二氧化碳的溶解度随温度和压力的变化而变化,可以通过调节温度和压力的组合来控制溶解度。
当温度和压力达到一定值时,超临界二氧化碳能够溶解多种有机物质和大部分无机物质。
2. 传质速率控制传质速率是指溶质从混合物中向超临界二氧化碳相中传递的速率。
传质速率与温度、压力、溶质浓度等因素有关。
通过控制这些因素,可以调节传质速率,从而实现对目标物质的选择性分离。
3. 分离效率优化分离效率是指在给定的操作条件下,从混合物中分离出目标物质的程度。
通过优化操作条件,如温度、压力、流速等,可以提高分离效率,实现高效的剥离过程。
三、超临界二氧化碳剥离的应用领域超临界二氧化碳剥离技术在化学工业、生物医药和食品加工等领域有着广泛的应用。
1. 化学工业超临界二氧化碳剥离可用于有机物质的提取和分离。
例如,从天然植物中提取活性成分、从废水中去除有害物质等。
与传统的有机溶剂相比,超临界二氧化碳具有环境友好、无毒、易回收等优点。
2. 生物医药超临界二氧化碳剥离可用于药物的纯化和提取。
由于超临界二氧化碳对生物活性物质的溶解性较好,可以高效地分离出目标药物,同时避免了有机溶剂残留和热分解的问题,提高了药物质量。
3. 食品加工超临界二氧化碳剥离可用于食品中有害物质的去除和营养成分的提取。
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超临界二氧化碳在染整加工中的应用摘要:针对传统水染工艺不能从根本上解决印染行业水环境污染严重及资源消耗、浪费大的问题,介绍了一种全新的清洁生产技术——超临界二氧化碳染色过程。
文章综述了超临界二氧化碳应用于染整加工领域的研究进展,包括超临界二氧化碳的性质,其在前处理的应用、以超临界二氧化碳为介质染合技术的一般流程,染合成纤维及天然纤维相关内容等,并讨论了其利弊。
关键词:超临界流体:二氧化碳;染整;前沿:进入二十一世纪环境保护越来越受到人们的重视.可持续发展问题成为当今世界经济发展的主题,任何工业的发展都必须符合这一主题的要求。
同时全球水资源环境问题日益尖锐,我国是严重缺水的国家,水污染使资源短缺问题变得更为突出,工业污染是造成水环境污染的主要污染源之一。
而在纺织品染整加工过程中,大量使用了污染环境和对人体有害的染整剂,这些助剂生物降解性差,毒性大,游离甲醛含量高,重金属离子的含量超标。
这些助剂大多以气体、液体、固体的形态排放而污染环境,严重危害人类的健康,因而,绿色染整加工技术成了近年来科研工作者追求的目标[16]。
近二十年来,超临界二氧化碳技术倍受青睐,它是采用二氧化碳来代替以水为介质的染整加工技术,工艺中无需清洗,无需烘干,二氧化碳可循环再利用。
该技术可避免大量废水对环保带来严重污染问题。
保护了水资源,省去还原清洗和烘干工序,降低了能源消耗,染色过程无有害气体排放,残余染料可循环使用,提高了染料利用率。
它不仅无毒、无污染,不易燃烧,而且价格便宜,要求的操作温度和压力都较低,具有许多奇特的性能,以前较多地应用于食品及医药工业上。
近几年来,超临界二氧化碳技术在高分子材料合成和加工以及纺织工业上的应用成为科技界关注的热点。
下面介绍超临界二氧化碳的性质以及超临界二氧化碳技术在染整加工领域的一些应用。
1超临界二氧化碳的性质常压下,物质在液相和气相间成平衡时,两相的物理性质如粘度、密度、导电度和介电常数等存在显著差别。
当压力提高时,这种差别逐渐缩小,当达到某一温度和压力时,两相密度相等,气相和液相之间无明显的界限,而且仅有一相,称为临界状态。
此时的温度和压力均称为临界温度和临界压力。
超临界流体(SCF)是指在临界温度和临界压力以上的流体。
处于超临界状态时,气液两相性质非常接近,以至于无法分辨。
超临界流体本身具有如下特性[17]:①其扩散系数比气体小,但比流体高一个数量级;②粘度接近气体;③密度类似液体,压力的细微变化可导致其密度的显著变动;④压力或湿度的改变均可导致相变。
由以上特性可以看出,超临界流体兼有液体和气体的双重特性,扩散系数大,粘度小,渗透性好。
虽然超临界流体的溶剂性能普遍存在,但实际上由于需要考虑所选择的溶剂是否容易获取、在使用过程中的安全性、化学稳定性及临界条件等一系列因素,因而常用的超临界流体溶剂并不太多。
二氧化碳、氨、甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、甲醇,乙醇、乙醚、苯、水等可作为超临界流体的溶剂。
但最引人注目、研究最多的还是C02。
因为C02纯度高,临界温度和临界压力低(临界温度31℃,临界压力73 x 10 Pa),非易燃易爆,非常稳定,没有腐蚀性,无毒,是随处可得的副产物,如可以通过发酵、燃烧和氨的合成获取,不会带来温室效应[1]。
总的来说,二氧化碳表现出了一个典型的类似甲苯的烃类溶剂的特性。
超过临界点以后,二氧化碳具有独一无二的理化性质:⑴、扩散系数高,传质速率快;⑵、黏度低,混合性能好;⑶、密度高(相对于气体),介电系数低,能与有机物完全互溶;⑷、对无机物溶解度低,有利于固体分离,而且理化性质容易通过温度和压力的变化来实现连续变化。
超临界二氧化碳流体技术就是利用这些特殊性质而形成的一系列应用技术。
2 超临界二氧化碳在前处理中的应用超临界二氧化碳流体是一种非极性物质,本身对极性物质的亲和性小,属于疏水性溶剂,不能直接溶解传统的亲水性浆料,如变性淀粉浆料、PVA、羟甲基纤维素等。
为此,研究人员通过两种途径去提高超临界二氧化碳流体对亲水性物质的溶解能力:(1)利用超临界二氧化碳流体具有很强的均一化混溶特性,在其中加入极性携带剂,如甲醇、乙醇等来增强超临界二氧化碳流体本身的极性,达到提高膨胀和溶解效率的目的;(2)设法降低待处理物质的极性。
为此,人们开发了以氟化物为基础的浆料,并应用于涤棉混纺纱线的上浆。
采用超临界二氧化碳可溶解的化合物为原料对纱线进行上浆。
浆料施加有两种方法。
第一是先将浆料化合物放置在高压设备中,预上浆的纱线悬挂在设备中,用CO2气体排除空气通入CO2使压力增加,达到一定压力,使浆料化台物溶解,将设备倒转纱线浸渍在溶液中,然后恢复到原位。
迅速释放CO2气体,则浆料化合物固化在纱线上。
第二是通过加热使浆料化台物熔融。
纱线被拉入低粘度的熔体中,纱线经过挤压,浆液在空气中迅速冷却和固化,涂层光滑而均匀。
纱线的退浆主要是通过超临界二氧化碳的洗涤萃取作用,浆料将完全被去除,浆料和液体CO2几乎全部被回收。
传统的上浆和退浆过程以水为基础,消耗许多能量,且产生大量污水,应用超临界二氧化碳技术几乎可以全部回收浆料和溶剂,大大减少了产生污水的数量。
2 超临界二氧化碳用于染色2.1 超临界二氧化碳染色的染色原理[15]具有液体的密度、溶剂超临界二氧化碳流体染色技术是利用超临界状态下CO2流体代替水作为介质,对织的性质,能够溶解物质(如分散染料等),从而以CO2物进行染色加工。
同时其又具有很小的粘度、部分气体的性质,其溶解状态的单介质扩散系数大,扩散边界层小,能大大缩短染色加工时间。
而分子染料及CO2体系中染料易于移染,染色产品匀染性好,能达到传统水浴染且由于超临界CO2色的同等效果。
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。
当改变其压力和温度时,密度即发生变化,从而导致溶解度发生变化。
其染色机理及上染过程可以简单描述为:溶解在超临界二氧化碳流体中的染料随染液的流动逐渐靠近纤维界面染料进入动力边界层靠自身的扩散接近纤维染料迅速被纤维表面吸附染料将向纤维内部扩散。
整个过程实质就是以超临界二氧化碳流体为介质或载体完成染料对纤维的上染。
染色完成后,残余染料呈粉末状,可回收再用,CO气体也可回收利用。
同时2染色物呈干燥状态,无需烘干及染后还原清洗,与传统水浴法染色相比,可节约能量20%,染色速度比水浴快3-6倍,整个加工时间可缩短l~2h。
染色时不用添加分散剂、匀染剂、载体等染色助剂,同时无染色废水及其它废弃物产生,彻底实现清洁、绿色、环保化加工。
在超临界CO染色加工过程中,无需酸、碱、载2体以及染后化学试剂(如还原剂等)处理,利于染色产品的色泽鲜艳度、牢度,并保护纤维和织物品质。
2.2 超临界二氧化碳染色的工艺流程超临界二氧化碳染色过程一般包括等温压缩、等容温升和等温释放3个过程,具体的工艺流程如图1所示。
首先将卷绕了织物、中空而筒壁布满小孔的不锈钢轴固定于高压染色槽,染料投入溶解槽中,关闭压力容器,贮存于贮罐的液体coz 冷却后直接用柱塞泵压缩到设定压力,然后通过加热器把液流加热到预设的温度。
超临界二氧化碳流体随后在溶解槽内溶解染料,并把染料送至高压染色槽的不锈钢轴内筒,流体在流经筒壁小孔向外扩散穿透织物层的过程中进行染色,并通过循环泵增加流体在系统中的循环次数,确保染色的质量。
染色结束后,流体通过分离器释放压力,这时由于二氧化碳变为气体,降低了染料的溶解度,可使染料沉淀回收。
不含染料的二氧化碳通过冷却器冷却后回收贮存于贮罐中。
基于1995年在德国UHDE公司染色设备的经验上,研究人员开发了一个最佳化的染色工艺,由此确定了进一步扩大规模的所有相关的染色参数。
标准超临界CO2如图2归纳所示。
对于有些织物,应避免大量萃取纺丝油剂而使织物手感变硬。
在染色工艺结束时用冷的CO进行萃取步骤Ⅱ的目的是去除未固着的染料[18],同时尽快降低PET2温度至玻璃化温度以下,以避免萃取出已固着在纤维上的染料 J。
而对于有些染料,降低压力替代降低温度也是合适的[19]。
根据我们的经验,对于那些不是最佳的C02染色用染料,该工艺步骤到目前仅仅是一种可行性工艺,因为它还存在着较宽的温度范围和压力条件,染料在CO 2中的高溶解性会产生设备清洗问题,以及对PET 纤维的低亲和性使均匀性降低[20]。
2.3 合成纤维染色德国西北纺织研究中心的E .Schollmeyer 课题组最早提出用超临界二氧化碳代替水进行分散染料染涤纶的设想,也进行了最基础的试验[2]。
国外对分散染料超临界二氧化碳染涤纶已进行了较多的研究,涉及分散染料在超临界二氧化碳中溶解度的研究[3],超临界二氧化碳染色条件对涤纶表面性能的影响[4],以及不同温度 压力对织物染色性能的影响。
通过压力控制可以调节染料在超临界流体中的溶解度。
染料在超临界介质中的扩散系数比水中高得多,因此,染色时间大大缩短[5]。
染色温度的高低取决于被染织物的种类,染色温度一般在80~160℃,但对于高性能纤维如芳纶等染色温度可达300℃,染色时间为5~20min ,在几分钟内就可将聚酯纤维染成深色[6]。
以超临界二氧化碳勾介质染色的织物,其日晒牢度 水洗牢度和摩擦牢度与用传统方法染色的基本一样。
对于纯涤纶织物,在130℃、240× 10s Pa 条件下染10 min ,染料上染量每克织物达0.2~22 glmol ,而且匀染性好,不需还原清洗便可得到较好的摩擦牢度[7]。
目前的研究结果表明,超临界二氧化碳染色尤其适用于各类合成纤维,其中包括聚酯纤维、聚酰胺纤维、弹性纤维、三醋酯纤维、聚乙烯纤维、聚丙烯纤维等。
对于用传统方法无法染色的合成纤维,用超临界二氧化碳基本都可以实现。
2.4 天然纤维染色超临界二氧化碳适合于染疏水性纤维,因为分散染料既溶于超临界二氧化碳又溶于聚酯。
但是对于天然纤维染色常用的活性染料、直接染料和酸性染料,它们在超临界二氧化碳中几乎不溶。
由于棉占有37%的市场份额,PET占35%的市场份额,因此,研究极性纤维在超临界二氧化碳中染色对该技术的产业化应用非常重要。
天然纤维在超临界二氧化碳中的染色主要通过3个途径来实现:对纤维进行预处理(或改性);加入共溶剂改变流体的极性;对染料进行改性。
2.4.1 改变流体的极性[8-9]加入极性共溶剂,提高超临界流体对极性染料的溶解度。
水或乙醇是最重要的用于提高超临界流体极性和溶解能力的共溶剂。
甲醇也曾被用于超临界二氧化碳中金属络合染料染羊毛,但没有获得成功。
在超临界二氧化碳中有水存在的条件下,形成碳酸,降低纤维表面的pH值,促使金属络合物与媒染染料的结合。
尽管大多数媒染染料的溶解度很低,但有些情况下,染得织物的颜色浓度和牢度性能均可与传统的水介质染色相比。