相较于聚酯纤维织物，涤棉混纺织物既有聚酯纤维良好的保形性和染色牢度，又有纤维素纤维的吸湿透气性，深受广大消费者青睐，在服装生产领域应用广泛。工业生产中大多使用一浴法或二浴法对涤棉混纺织物染色，湿处理时间长，生产效率低，水、电、汽消耗量大，排放的污水中含有大量碱和无机盐，处理成本较高。然而，棉组分的存在使涤棉混纺织物在超临界CO₂中染色极为困难：一方面，在超临界CO₂中具有较好溶解度的分散染料难以实现对棉纤维反应着色；另一方面，适用于棉纤维染色的直接染料、酸性染料和活性染料几乎不溶于超临界CO₂流体；另外，棉纤维大分子链排列紧密，疏水性的超临界CO₂难以打开足够量的氢键，导致染料分子难以向纤维内部扩散。

因此，在聚酯纤维超临界CO₂无水染色技术基础上，研发涤棉混纺织物超临界CO₂染色工艺及其专用染料，解决棉组分在超临界CO₂染色中的难题，实现涤棉混纺织物一浴染色，对于染整行业清洁化生产及拓宽超临界CO₂的应用范围具有重大意义。棉纤维改性预处理、超临界流体极性调控及专用染料合成3方面是涤棉混纺织物超临界CO₂无水染色技术的未来发展方向。

棉纤维改性预处理

棉纤维的改性预处理是实现涤棉混纺织物中棉组分在超临界CO₂流体中上染的手段之一。通过对棉纤维进行物理或化学改性，一方面改善了棉纤维在超临界CO₂中的溶胀能力；另一方面，进一步提升了棉纤维与分散染料间的亲和力，使在超临界CO₂中具有较好溶解度的分散染料能够上染棉纤维。研究发现，物理改性可以提升棉纤维在超临界CO₂中的染色性能。为了降低棉等天然纤维的分子间作用力，通常利用浸渍溶胀剂、交联剂等对纤维进行物理改性，使天然纤维大分子链间氢键作用力下降，纤维溶胀增大，有利于染料向纤维内部扩散，进而改善天然纤维在超临界CO₂中的染色深度。

超临界流体极性调控

为了解决涤棉混纺织物中棉组分在超临界流体中上染困难的问题，研究发现可以通过改善超临界流体极性，提升酸性染料、活性染料和直接染料等适用于棉纤维染色的极性染料在超临界CO₂流体中的溶解度，进而增强对棉组分的染色能力。目前，超临界流体极性调控主要通过引入共溶剂和构建超临界CO₂微乳液体系两种方式实现。超临界CO₂流体中最常用的共溶剂是水、乙醇、甲醇、二甲基亚砜（DMSO）和部分其他有机试剂。研究发现，超临界CO₂引入少量甲醇或DMSO作为共溶剂，即可大幅度提升染料的溶解度，进而改善棉织物的染色深度。大连工业大学郑来久教授课题组采用DMSO作为共溶剂，利用活性染料实现了棉织物的超临界CO₂染色，棉织物K/S值达到5左右，耐摩擦色牢度和耐水洗色牢度均达到4级以上。除在染色过程中向体系内加入共溶剂改善超临界CO₂极性外，也可以通过提前利用此类共溶剂浸润织物引入染色体系中，达到对棉纤维的预处理作用。该方法可以降低棉纤维的玻璃化温度，使其在染色过程中充分溶胀，从而改善涤棉混纺织物在超临界CO₂中的染色性能；同时，相较于直接向超临界CO₂内加入共溶剂相比，预处理方法可以有效减少共溶剂的用量。

专用染料合成

与纤维改性处理和超临界CO₂流体极性调控相比，采用专用染料在超临界流体中对涤棉混纺织物一步染色，具有染色流程短、工艺简单的优势，最有希望解决涤棉混纺织物在超临界CO₂流体中染色难的问题。目前，合成涤棉混纺织物专用染料的主要方式为：（1）以分散染料为基础，接枝活性基团，使其能够与棉纤维间形成共价键结合；（2）对低极性天然染料进行改性，改善染料在超临界流体中的溶解性能，提升染料与棉纤维间的亲和力，实现棉组分在超临界CO₂流体中着色。

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