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超臨界CO2流體染色技術(shù)

超臨界CO2流體染色是90年代,1989年由歐洲德國(guó)西北紡織品研究中心,E．Schollmeyer氏發(fā)明的無(wú)水染色新技術(shù)，無(wú)水染色學(xué)名“超臨界流體染色”，這種新染色法的最大優(yōu)點(diǎn)是使紡織企業(yè)不必再付出巨額的廢水處理費(fèi)用，紡織品也不必再被烘干處理。

這種新方法運(yùn)用的染色媒介是超臨界二氧化碳。德國(guó)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(gè)大氣壓的時(shí)候，會(huì)達(dá)到超臨界狀態(tài)，在超臨界范圍內(nèi)的物質(zhì)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(kuò)散系數(shù)和氣體相近。

當(dāng)超臨界流體在膨脹或冷卻時(shí)，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(zhì)。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(gè)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(wú)毒物質(zhì)。

據(jù)該中心說(shuō)，應(yīng)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(dá)到與用水染色的同樣效果，甚至非常纖細(xì)的織物也能經(jīng)受處理而不出現(xiàn)任何問(wèn)題。

(1)超臨界CO2流體染色的設(shè)備:

整個(gè)染色設(shè)備包括:二氧化碳?xì)馄俊⒛簷C(jī)、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(shè)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(shù)方法: 就是把二氧化碳?xì)怏w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?xì)馊玖先芙猓梢源嫠鳛槿旧橘|(zhì)對(duì)織物染色，然后至染色罐內(nèi)與織物進(jìn)行染色。染色條件是15－25MPa，80－120℃，染色時(shí)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(guò)程:

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

整個(gè)過(guò)程無(wú)水、無(wú)助劑、無(wú)污染，既節(jié)能又高效，對(duì)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(jīng)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(fù)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(duì)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(gòu)成。由管線連接兩系統(tǒng)。利用超臨界流體二氧化碳對(duì)織物具有很強(qiáng)的滲透性，對(duì)物質(zhì)具有很強(qiáng)的溶解性，且表面張力低?？梢詳y帶染料很容易地進(jìn)入纖維內(nèi)部進(jìn)行染色，進(jìn)入纖維內(nèi)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(dá)到廢水零排放。 二氧化碳的用量是按二氧化碳存儲(chǔ)器容積每升１．５公斤計(jì)算，再將染色系統(tǒng)內(nèi)增溫至80～140℃，增壓至20～30Ｍｐａ，使液態(tài)二氧化碳達(dá)到超臨界流體狀態(tài)，然后啟動(dòng)循環(huán)泵，邊溶解染料，邊對(duì)織物循環(huán)染色，染色時(shí)間為20～40分鐘，染色后，用新的超臨界流體二氧化碳對(duì)織物進(jìn)行沖洗，沖洗時(shí)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(jīng)冷凝液化，回收。