超临界染色原理

超临界染色(Supercritical Fluid Dyeing,简称SFD),也称无水染色(Waterless Dyeing),是一项具有广阔前景的新型染色技术。

目前,超临界染色技术常以CO2为介质。因为超临界CO2对有机物的溶解性随溶质极性、分子量、密度等不同而不同,较易溶解非极性或极性弱、分子量小的有机物,而染色所用染料的极性弱,分子量也不大,所以易溶于超临界CO2。而且溶于超临界CO2后的染料分子是杂乱分散的,在这种状态下染浴,染料能快速到达纤维表面,容易渗透到纤维内部,从而更容易达到染料上染纤维的目的。

超临界染色技术的原理

介质气体在超临界状态下形成的流体黏度低,能自动溶解染料且具有较高的扩散性,而染料在超临界CO2流体中的溶解度随着流体密度的增加而增加,所以由调节压力和温度来控制CO2的密度,即可控制染料在CO2流体中的溶解度,然后通过提高温度来降低流体密度和染料在溶液中的分散性,可促进染料更快速扩散到织物纤维当中,因此与传统的水相染色,超临界染色工艺过程的参数能更准确控制并更为快速地调节。

超临界染色技术的特点

由于超临界状态CO2具有很高的表面张力、低粘度和高的扩散系数以及与染料更易溶解等特点,因此,与传统染色技术的相比,超临界染色技术的特点如下:

  1. 整个工艺过程完全不用水,因此没有废水处理问题;
  2. 因为不用水,所以染色后纺织品没有烘干这一工序,节约能源;
  3. 不需要添加表面活性剂或其他助剂;
  4. 色彩比传统的工艺染色更加鲜艳;
  5. 与传统染色相比,染料和CO2更易于回收;
  6. 在同等条件下,染色温度比传统染色温度低;
  7. 整个工艺流程比传统的工艺简单;
  8. 适用与水染色不易染色的物质,如聚乳酸纤维的染色。