分散染料在超臨界二氧化碳流體中的溶解性

韓之欣， 吳 偉， 王 健， 徐 紅,4， 毛志平,4,5

(1. 東華大學 生態(tài)紡織教育部重點實驗室， 上海 201620； 2. 東華大學 化學化工與生物工程學院， 上海 201620；3. 青島即發(fā)集團股份有限公司， 山東 青島 266000； 4. 東華大學 紡織科技創(chuàng)新中心， 上海 201620；5. 東華大學 國家染整工程技術(shù)研究中心， 上海 201620)

2021年全國兩會提出將“做好碳達峰、碳中和工作”列為“十四五”重點任務之一，綠色發(fā)展成為我國長期發(fā)展戰(zhàn)略。傳統(tǒng)印染工藝存在資源消耗大、污染物排放量多等問題[1]，為實現(xiàn)我國印染行業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展，超臨界二氧化碳(ScCO2)流體染色技術(shù)引起廣泛關(guān)注。ScCO2流體在高溫高壓條件下對弱極性分散染料有一定溶解性[2]，對聚酯纖維有增塑作用，該技術(shù)適用于分散染料-聚酯纖維染色體系，且具有無污水排放、染料利用率高、無需染色助劑、染色產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點[3-4]，對實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”具有重要意義。

ScCO2流體染色技術(shù)目前仍處于實驗室研究和小批量試產(chǎn)階段，這是因為所用的工藝條件大多來源于“試錯法”式的研究實驗，缺乏相關(guān)理論支撐，無法科學性地進行染料篩選、染色工藝制定和染色裝備設計等關(guān)鍵性工作，而分散染料的溶解性問題正是這些工作的研究基礎。現(xiàn)階段，主要利用靜態(tài)法和動態(tài)法測試分散染料在ScCO2流體中的溶解性[5-6]，使用狀態(tài)方程[7]或半經(jīng)驗方程[8]擬合實驗測試的溫度和壓力數(shù)據(jù)，再進一步利用模型方程預測其他工況條件下的溶解度。然而，這些工作系統(tǒng)性不強，導致不同研究者測試相同染料的溶解度數(shù)據(jù)存在較大差異[9]，總結(jié)的規(guī)律和性質(zhì)也僅適用于少數(shù)染料，對分散染料在ScCO2流體中溶解性差異的原因大都沒有進行深入探究。……