[发明专利]天然纤维及其制品的一种超临界混合流体闪爆处理方法

说明书

天然纤维及其制品的一种超临界混合流体闪爆处理方法，包含有以下步骤：将天然纤维或天然纤维制品按照预定形式装填在闪爆处理单元内，将闪爆处理单元转入闪爆处理装置内；将闪爆处理装置连接非CO₂介质装置，向闪爆处理装置内部通入非CO₂介质；将闪爆处理装置连接CO₂介质装置，向闪爆处理装置内部充入CO₂介质，同时进行加热升温；当混合流体的改性处理温度和改性处理压力达到预设值后，按照流体循环、流体静止的处理顺序依次处理；将闪爆处理装置在闪爆时间内快速泄压或瞬间泄压，并使闪爆处理装置内压力降低至大气压，实现对处理样品的闪爆处理。本方法可实现对天然纤维或其制品的改性处理，提高在超临界CO₂流体的染色性能。

技术领域

本发明涉及纺织染整加工技术领域技术领域，更具体地说，特别涉及天然纤维及其制品的一种超临界混合流体闪爆处理方法。

背景技术

目前，我国经济社会发展与资源环境约束的矛盾日益突出，环境保护面临严峻的挑战。越来越多的传统印染行业，因为其大量的排放和污染，印染后的废水不易处理，面临着被竞争淘汰、被市场抛弃的危机。所以，寻找一种绿色、安全、环境友好型的染色方法迫在眉睫。

二氧化碳在自然状态下是一种无色、无臭、易制得的惰性气体，其分子为直线型，两个氧原子对称分布在碳原子两边，属于极性分子。且因为其临界温度和临界压力较为温和，为31.1℃和7.38MPa，成为了超临界流体染色中最为广泛的染色介质；超临界CO₂流体染色技术使用CO₂流体作为染色介质，可完全的代替水，并且工艺短、操作方便不产生工业上的废水污染，彻底的解决了因纺织品加工所带来的环境污染所造成的问题。

到目前为止，超临界CO₂流体染色技术在合成纤维如聚酯、聚酰胺使用分散染料已经到达了商业化的生产需求。然而，由于传统用于染色天然纤维都含有羟基、氨基基团，极性较大，所以染色过程中一般都使用直接染料、活性染料、酸性染料等极性大的染料进行染色。但由于超临界CO₂是非极性的，对这些极性染料的溶解度较低或不溶解，所以染色时，超临界CO₂流体携带的染料量低，染色后色深值极低，没有商用价值。并且溶解于超临界CO₂流体的分散染料由于分子量小，分子结构简单，缺少活性官能团，使分散染料对天然纤维的亲和力较小，从而也无法真正实现对天然纤维的染色。所以，天然纤维染色一直是超临界CO₂流体染色中的一大难点。

发明内容

本发明提供了天然纤维及其制品的一种超临界混合流体闪爆处理方法，有效实现对天然纤维或其制品的改性处理，提高其在超临界CO₂流体的染色性能，解决了传统水浴染色中高能耗、高污染、高排放，染料难回收、难处理等问题。

根据本发明的一个方面，提供了天然纤维及其制品的一种超临界混合流体闪爆处理方法，包含有以下步骤：

将天然纤维或天然纤维制品按照预定形式装填在闪爆处理单元内，将闪爆处理单元转入闪爆处理装置内；

将闪爆处理装置连接非CO₂介质装置，在标准大气压下，向闪爆处理装置内部通入非CO₂介质，结束后断开与非CO₂介质装置的连接；

将闪爆处理装置连接CO₂介质装置，向闪爆处理装置内部充入CO₂介质，同时进行加热升温；当闪爆处理装置内部的混合流体的改性处理温度和改性处理压力达到预设值后，按照流体循环、流体静止的处理顺序依次处理预定的改性处理时间，使流体均匀、充分进入并分布于纤维内相；

控制分离回收单元的压力和/或温度，进行不同温差和/或不同压差的闪爆处理；

将闪爆处理装置在闪爆时间内快速泄压或瞬间泄压，对天然纤维或天然纤维制品进行闪爆处理；