染整是高污染、高耗水行业,而水是十分宝贵的资源。在整个染整生产过程中,都在水中进行,即湿加工工艺。根据测算,印染加工的织物与排放的废水重量高达全国印染废水排放量为全年10亿吨,废水处理成本昂贵,占工业废水总排量的35%,由于其所排废水加入了多种染色剂、助剂和沉淀剂,所以很难有效的回收,对印染行业进行环境保护的成本很高。随着国家环保标准的提高和对工人健康保护的增强,环保成为染整行业中迫切需要解决的问题之一。我国的印染也一直是纺织业的“瓶颈”无法和世界先进水平相比,我国面料、服装的研发相比,都处于落后的状态。通过环保技术的开发,还可以促进技术的提高,提高整个行业的研发水平。
由于水是污染的来源,人们一直尝试让纺织品的染色离开水:在有机溶剂或者超临界流体中进行染色。大家都想找到一种水的替代物,在减少污染的同时保持甚至改善染色效果。华东大学和国家染整工程技术研究中心用超临界二氧化碳做染色介质,染色过程完全不用水,不造成污染。现在他们研制出我国第一台超临界染色的专用实验设备;随着全球性水资源日益枯竭和环境污染日趋严重,传统的印染工艺受到了严峻的挑战。一种不用水作介质的无污染的超临界CO2染色新工艺出现了。
二氧化碳是一种无色、无臭和不燃的气体,其比重是空气的1.5倍。它的临界温度为31.10C,加压易液化。由于其分子是非极性,故液态的二氧化碳对极性物质具有较高的溶解能力,二氧化碳对非极性或疏水性纤维具有较高的溶解能力。如果把二氧化碳至于封闭体系中升温和加压后,当温度和压力超过二氧化碳的临界温度(31.10C)和临界压力(7.39Mpa)即超过临界流体状态。此时的二氧化碳便具有许多独特的性质。在临界温度以上不管如何加热,它也不能便为气体,同理,在临界压力下,即使加很大的压力也不能变为液体和固体。由于它不同与气体、液体和固体,故将这种液体状态称为超临界流体。处于超临界流体的CO2和气体一样,可以均匀地分布在整个容器中,通过控制压力,可以达到和液体一样大小的密度,它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,甚至比液体还要强,因此,超临界CO2流体的许多性质不用与气体和液体,更不同于固体,这就是它的独特性质。超临界CO2流体的密度是气体的数百倍,接近与液体,但其黏度和气体相等,她的扩散系数是气体的1%左右,但又比液体大数百倍,这就是溶解分散在超临界CO2流体中的物质易扩散、渗透能力强的原因所在。其工艺就是利用了燃料在超临界二氧化碳中的溶解度随着流体的密度提高而提高的原理,提高温度后降低了流体的密度和燃料在溶液中的数量,促进燃料在纤维上的扩散。