超临界流体染色及其装备研究（一）

超临界CO2流体染色技术能够有效解决传统印染行业的水资源浪费、废水污染等问题,具有广阔的应用前景,从超临界二氧化碳染色工艺、染色装置和主要染色设备及数值模拟在流场分析上的应用等方面对国内外无水染色技术的发展进行总结分析,指出面临的问题,欲对推进我国超临界二氧化碳染色的产业化应用提供借鉴与指导。

超临界CO_(2)染色机理的研究进展(待续)

在查阅大量国内外文献的基础上,评述了超临界CO_(2)染色工艺对纤维结构和性能的影响,总结了近年来超临界CO_(2)染色机理的最新研究进展及研究方法,提出了超临界CO_(2)染色机理研究中存在的问题,以期明确其发展方向。

超临界流体染色及其装备研究（五）

4.2布匹染色流场模拟2011年,王杰[61]对超临界流体染色器结构进行创新,并对其内部流场进行了模拟和优化。该作者在数值模拟过程中做了以下假设:1)由于超临界二氧化碳溶液黏度很小,与气体黏度接近,数值模拟过程忽略织物的缓慢运动,假设织物静止;2)由于染色条件下超临界二氧化碳密度接近液体,数值模拟过程忽略染液密度的变化;3)忽略重力影响;4)染色工艺参数恒定。

超临界CO_(2)染色机理的研究进展(续一)

在查阅大量国内外文献的基础上,评述了超临界CO_(2)染色工艺对纤维结构和性能的影响,总结了近年来超临界CO_(2)染色机理的最新研究进展及研究方法,提出了超临界CO_(2)染色机理研究中存在的问题,以期明确其发展方向。

超临界二氧化碳喷染器中平滑式迷宫密封结构对密封性的影响

为研究超临界二氧化碳喷染器平滑式迷宫密封结构对其密封性能的影响,使用FLUENT模拟迷宫密封内部流场,分析迷宫密封中二氧化碳运动和能量转换;探讨节流间隙尺寸、密封齿形状和齿顶圆角大小对迷宫密封密封性能的影响。结果表明:迷宫密封密封性能与节流间隙尺寸呈线性关系,密封性能随节流间隙减小而提升;平行四边形、正梯形和后侧梯形节流齿迷宫密封的密封性能较好,其中为正梯形节流齿迷宫密封的密封性能更加优异;随着齿顶圆角减小,二氧化碳在迷宫密封的流动阻力越大,迷宫密封的密封性能越好。

基于均匀实验的超临界CO2萃取芝麻油工艺

通过均匀实验研究了压力、温度、时间以及CO2流量对超临界CO2萃取芝麻油萃取率的影响,得到萃取率拟合方程,并确定了最佳工艺条件:压力32 MPa,温度70℃,时间120 min,CO2流量160 kg·[(h*kg)^-1芝麻],在此工艺条件下的预测萃取率为51.39%,实际萃取率为53.02%。对超临界CO2萃取所得芝麻油进行检测分析,酸价(0.5 mg·g^-1)、过氧化值(2.7 mmol·kg^-1)优于一级芝麻香油质量指标,但水分(0.4 g·100g^-1)偏高。以经济评价和环境影响评价为指标,与传统制油方法作简要对比分析,超临界CO2萃取技术展现出巨大的应用前景。

超临界CO_(2)喷染方法和装置的研究进展

超临界CO_(2)染色技术从根本上解决了水污染严重的问题,在超临界CO_(2)染色方法中,超临界CO_(2)喷染方法因结合了传统喷染和超临界CO_(2)染色方法的优点,具有广阔的应用前景。笔者首先对多种超临界CO_(2)喷染方法进行了阐述,其共同特点为溶解有染料的超临界CO_(2)经过喷嘴喷向被染物,在快速降压膨胀区实现被染物的上染。其次,笔者对基于不同喷染方法的喷染装置进行了介绍,包括:多孔式纺布喷染装置、纱线喷染装置、旋转式对喷染色器、单喷嘴对喷染色装置及收放式对喷染色器。最后,笔者提出今后应从以下几方面深入研究:如何实现喷染设备工业化;大型设备内部流场的上染符合性和均匀性是否能够满足染色上染率和均匀度要求;迷宫密封处的泄漏量是否在可控范围内。

超临界流体染色及其装备研究(四)

3.4喷射染色器2012年,苏州大学的刘静等[52]针对2009年提出的超临界流体染色机的不足,提出一种改进的喷射染色机,如图3 4所示。

超临界流体染色及其装备研究(三)

2.3卷染染色装置2007年,山东大学王威强教授课题组在首次提出卷染工艺的基础上,联合青岛国邦工业科技发展有限公司研发了一台SFD卷染设备,如图20所示。染色器的最高工作温度为220℃,最高工作压力35 MPa,有效容积6.5 L,每次可染300 mm宽,重约1.8 kg的织物。卷染装置的初衷和特点是将卷装的被染物通过展开的方式单层与染液接触完成上染,因此一般用于上染织物而不适用于纱线。该设备具有完整的系统,包括超临界流体预热、冷却、分离设备、织物驱动装置和以加压泵为动力的染液循环支路,但不具备自动化的控制系统。

超临界流体染色及其装备研究（二）

2.2经轴染色装置超临界流体经轴染色装置因其结构简单,且具备流体循环的功能,成为研究机构和企业的主要研发对象。自1995年以来,不断有更大容积、更先进控制系统的经轴染色设备出现[7,37-38],如图10~图15所示[7]。

超临界CO2喷射中拉伸对涤纶结构和性能的影响

利用X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)及力学性能测试技术,研究了超临界CO2喷射(20 MPa、100℃、对喷时间30 min)过程中拉伸对涤纶结构和性能的影响,从而为探究超临界CO2喷染过程中PET纤维的染色行为,实现超临界CO2染色技术的连续化操作奠定试验和理论基础。结果表明:超临界CO2喷射过程中,PET纤维的晶粒尺寸随拉力增加而增大,沿拉伸方向增加缓慢,沿横向增加很快。无论是否拉伸PET样品,超临界CO2喷射都会导致纤维结晶度的增加;而且拉力越大,PET样品的结晶度越高;超临界CO2喷射过程中,纤维的断裂强度随拉力增加而增大,相反断裂伸长率随拉力增加而降低。