第三节　染色介质

染色介质是纺织品进行染色加工所必需的媒介，染色乃至整个染整加工都要在一定的介质中才能进行。染色介质所起的作用是溶解染化料及助剂，润湿、膨胀纤维，加快染料对纤维的吸附和扩散。染色介质可分为水介质和非水介质两大类别。

一、水介质

水目前仍然是最广泛使用的和最廉价的染色介质。各类染料都可以在水中得以溶解或分散，被水膨润后的纤维都可以为单分子状态的染料提供上染的空间。但由于以水为介质的染液排放后对水质的污染程度较大，后续污水处理负担较重，近年来，染整行业环保门槛急剧收紧，节水降耗指标不断提高，使得业界除了设法采用循环用水、低轧液率、小浴比染色、冷堆染色等节水染色措施之外，还对非水染色介质的研究与开发引起重视。

二、非水介质

非水染色介质目前主要有有机溶剂、超临界二氧化碳、离子液体等。

（一）有机溶剂（organic solvent）

有机溶剂分子极性比水分子弱得多，与非极性染料如分散染料以及疏水性纤维如聚酯纤维的极性接近，因此与水相比，有机溶剂对分散染料的溶解性较大，对聚酯纤维的增塑膨化作用较强，可以在较低温度下达到较高的上染百分率，获得在水介质中无法达到的染色效果；而且可以利用有机溶剂的挥发性对有机溶剂进行回收，循环利用，从而减少了污水处理的负担。其缺点是有机溶剂费用高，有的有毒有味，对设备要求比较高。

（二）超临界二氧化碳（supercritical carbon dioxide）

超临界二氧化碳流体是一种非水染色介质。当温度和压力超过二氧化碳的临界温度（31.3℃）和临界压力（7.39MPa）时，二氧化碳就转变为超临界流体状态，表现出不是固体、不是液体也不是气体的独特性质，继续加压也不能变为固体，呈现物质的第四态—超临界流体状态。在超临界流体状态的二氧化碳与气体一样，具有很强的扩散性，均匀分布在容器中，通过控制压力，又可以达到液体的密度，具有很好的溶解性和很强的渗透性，对疏水性的涤纶等合成纤维染色（分散染料）有很强的增塑作用，可以增加纤维中大分子链的活动能力和扩散自由体积，加快染料在纤维中的扩散，提高上染速度，有很好的透染和匀染效果。超临界二氧化碳流体染色适用于涤纶、锦纶、氨纶和醋酯纤维等化学纤维，在染色过程中的损耗率仅为2%～5%，具有无污染、能耗少的优点，整个染色过程只需1～2h，染色结束后降压可使二氧化碳转变为气体，剩余染料可以回收。超临界二氧化碳流体染色的缺点是染色设备一次性投入过大，压力容器操作安全性要求高。

（三）离子液体（ionic liquid）

离子液体是指由有机阳离子和阴离子构成的在常温下呈液态的盐类化合物。具有蒸汽压低、熔点低、液程宽、易操作、可溶性好、稳定性高等特性。可在常压下进行染色，染色设备简单，而且通过调节离子液体的疏水组成，可以作为多类染料的染色介质。试验证明，选用合适的离子液体，不仅对直接染料、酸性染料、活性染料等离子染料有很好的溶解性和上染率，而且对非离子染料（例如分散染料等）也有好的上染率。从理论上讲，合适的离子液体对染料的溶解能力强，对纤维也能充分溶胀，不与染料反应，稳定性好，本身无毒，可以回收重复利用，且污水排放很少，也是一种优良的无水染色介质。但由于价格等原因，目前还处在探索阶段。

非水介质染色的一个共同问题就是降低成本和提高介质的循环利用率。随着科技的进步，一些新的非水染色介质还会被开发出来。