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传统的纺织品染整是一种以水为介质的湿法加工，能源及染料的消耗十分巨大并带来严重的环境污染问题。上世纪后期出现的超临界流体（超临界CO2）染色技术以环境保护和节约能源为目标，引起世界各国科学家的极大兴趣。与传统的染色方法相比，超临界CO2流体染色具有以下优点：染色时不需要其它助剂，染料可全部回收并重复利用。染色后不需要还原清洗和干燥，节省能源且缩短染色周期；匀染、透染性和染色重现性好；染色过程不用水，彻底消除染色废水的产生，是一种理想的清洁工艺。
分散染料在超临界CO2中的溶解度，对于染料的选择和加工过程中温度和压力的优化至关重要。本文研究了超临界CO2流体温度、压力以及染料结构对染料溶解度的影响规律，并采用经验方程进行相关分析。恒温下，分散染料在超临界CO2中的溶解度随着压力的提高而增大；温度对染料溶解度的影响存在两种竞争效应。本文研究的六种分散染料在393 K，20MPa的超临界CO2流体中溶解度的大小与染料的溶解度参数有关。建立在缔合理论基础上的Chrastil方程在实验条件范围内能较好地应用到分散红60在超临界CO2介质中溶解度的计算，相关系数均大于0.99。393 K、不同压力条件下和20MPa、不同温度条件下染料在超临界CO2中的溶解度与涤纶织物上染率的关系表明，涤纶纤维上的染料量均随着溶解度的提高而增加，二者基本呈线性关系，该结果说明分散染料在超临界CO2中对涤纶织物染色仍然遵循Nernst型机理。
讨论了超临界CO2流体的流速对涤纶织物上染性能、染色均匀性的影响。实验表明，用分散红60在393K，20MPa的超临界CO2中对涤纶织物染色90min时，达到稳定的上染量所需要的流速为100kg/h，且织物染色比较均匀。染料颗粒大小对染料在超临界CO2中的溶解度和上染性能有一定的影响。小颗粒染料的溶解度以及染色织物的K/S值均大于大颗粒染料。
考察了分散染料结构类型对涤纶超临界CO2上染性能的影响，同时与涤纶织物传统水介质高温高压染色进行比较，从而获得适用于超临界CO2流体涤纶染色的分散染料的结构特征。研究结果表明，超临界CO2流体染色时，分散染料在涤纶织物上的上染率由二个因素同时起作用，一个因素是染料和纤维的相容性，可由溶解度参数来考核；另一个因素是染料分子的大小和形状，小分子的和空间位阻小的分散染料有利于超临界CO2流体染色。同一染色温度下，六只分散染料在水介质中对涤纶织物的上染量高于超临界CO2流体染色。以超临界CO2为介质用分散染料染涤纶，可以达到与水介质染色同样的皂洗牢度和日晒牢度，而摩擦牢度则比水介质染色低0.5-1级。
通过研究分散染料在纤维和超临界CO2之间的分配，并与水介质染色进行比较，利用从热力学的平衡推导出来的方程解释了超临界CO2介质中染料的平衡上染量对温度和压力的依存性。超临界CO2介质中，由染料的平衡上染量和溶解度计算得到的分配系数在600-3000之间，且分配系数随着温度和压力的变化而不同。染料在纤维和超临界CO2中分配系数强烈依赖于CO2的密度，恒温或恒压条件下，分配系数均随着CO2密度的增加而减小。分散染料在超临界CO2中对涤纶的染色亲和力和和在常规水介质染色体系中的值相当。
通过以上理论研究，为超临界CO2染色时，染料的选择、最佳工艺条件的确定和该项新技术的未来产业化提供有效的理论基础和实际应用的依据，从而加速其产业化的进程。染料