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分散染料在超临界二氧化碳中的溶解行为包括染料晶体的熔融以及染料分子的解聚分散过程，其对超临界二氧化碳染色体系中的染料筛选、染色效果的提高、染色系统参数优化等方面具有重要意义。对于超临界二氧化碳流体中分散染料对涤纶织物的染色来说，高温高压染色条件限制了采用实验手段来研究分散染料在超临界二氧化碳中的溶解行为。到目前为止，已有大量实验研究并获得了分散染料在超临界二氧化碳中的溶解度数据，但是其测定方法和测定设备均没有统一的标准，染料分子与超临界二氧化碳分子间的相互作用更是难以采用实验手段进行测定研究。
本文基于分子动力学模拟的方法研究了C.I.分散棕19在超临界二氧化碳中的溶解行为。通过构建分散染料晶体在不同条件下的升温模拟体系，探索影响分散染料晶体在超临界二氧化碳中熔融的主要因素，并进行了实验验证。结果表明染料分子与二氧化碳分子间作用力是导致分散染料晶体能够在超临界二氧化碳中更易熔融的主要因素，其次高压条件也有利于染料晶体的熔融的发生。研究分析了染料浓度、体系压力和温度对染料分子在超临界二氧化碳中解聚集情况的影响，并与实验溶解度进行了对比。结果表明，在一定压力和温度下，当染料浓度较高，染料分子主要以大聚集体形式存在，因此溶解性低。当压力升高和温度降低时，染料分子在超临界二氧化碳中聚集倾向降低，溶解度变大。并且压力的作用远大于温度的作用。通过设置合适的染料浓度，体系压力和温度，探究分散染料晶体在超临界二氧化碳中是否能够既熔融又分散。模拟结果表明2×2×2的染料晶体在24MPa，130℃，染料浓度为18.76×10-4mol·L-1的条件下，在60ns模拟时间内，体系中染料分子形成的最大分子团簇尺寸从16减小到5，说明在适当条件下，染料晶体不仅能够熔融，还能够以染料单分子或较小分子团簇的形式在超临界二氧化碳中分散。
为了进一步研究C.I.分散棕19染料在超临界二氧化碳中的溶解行为，同时探究其在超临界二氧化碳及高温高压水中的溶解性差异，本文采用aNCI方法分析研究了分散染料分子与超临界二氧化碳分子间以及与高温高压水分子间的相互作用类型及其稳定性，并计算了染料分子在超临界二氧化碳及高温高压水中的自由能。结果表明C.I.分散棕19染料分子与超临界二氧化碳（24MPa,130℃）及水分子（0.25MPa,130℃）间的弱相互作用类型均为较弱的范德华作用，并且染料分子在两种溶剂中的自由能绝对值均较小且大致相等，因此染料在两者中的溶解性均不佳，且大致相当。但与水相比，染料在超临界二氧化碳中的弱相互作用相对更不稳定，其溶解自由能绝对值更小，结合自由能绝对值更大，因此其在超临界二氧化碳中的溶解性更差。最后，为了进一步验证自由能计算方法对于表征染料溶解度的可行性，探索计算并确定分散染料在超临界二氧化碳中溶解情况的简便高效的方法，本文计算了C.I.分散红167与C.I.分散蓝79在超临界二氧化碳中的自由能大小差异并与实验溶解度数据进行对比。结果表明，在相同条件下的超临界二氧化碳中，C.I.分散红167的溶解性低于C.I.分散蓝79的溶解性，且模拟结果与文献记载的实验数据吻合，说明自由能计算方法是研究不同染料溶解性差异的有效方法。
本文基于分子动力学模拟的方法研究了C.I.分散棕19在超临界二氧化碳中的溶解行为。通过构建分散染料晶体在不同条件下的升温模拟体系，探索影响分散染料晶体在超临界二氧化碳中熔融的主要因素，并进行了实验验证。结果表明染料分子与二氧化碳分子间作用力是导致分散染料晶体能够在超临界二氧化碳中更易熔融的主要因素，其次高压条件也有利于染料晶体的熔融的发生。研究分析了染料浓度、体系压力和温度对染料分子在超临界二氧化碳中解聚集情况的影响，并与实验溶解度进行了对比。结果表明，在一定压力和温度下，当染料浓度较高，染料分子主要以大聚集体形式存在，因此溶解性低。当压力升高和温度降低时，染料分子在超临界二氧化碳中聚集倾向降低，溶解度变大。并且压力的作用远大于温度的作用。通过设置合适的染料浓度，体系压力和温度，探究分散染料晶体在超临界二氧化碳中是否能够既熔融又分散。模拟结果表明2×2×2的染料晶体在24MPa，130℃，染料浓度为18.76×10-4mol·L-1的条件下，在60ns模拟时间内，体系中染料分子形成的最大分子团簇尺寸从16减小到5，说明在适当条件下，染料晶体不仅能够熔融，还能够以染料单分子或较小分子团簇的形式在超临界二氧化碳中分散。
为了进一步研究C.I.分散棕19染料在超临界二氧化碳中的溶解行为，同时探究其在超临界二氧化碳及高温高压水中的溶解性差异，本文采用aNCI方法分析研究了分散染料分子与超临界二氧化碳分子间以及与高温高压水分子间的相互作用类型及其稳定性，并计算了染料分子在超临界二氧化碳及高温高压水中的自由能。结果表明C.I.分散棕19染料分子与超临界二氧化碳（24MPa,130℃）及水分子（0.25MPa,130℃）间的弱相互作用类型均为较弱的范德华作用，并且染料分子在两种溶剂中的自由能绝对值均较小且大致相等，因此染料在两者中的溶解性均不佳，且大致相当。但与水相比，染料在超临界二氧化碳中的弱相互作用相对更不稳定，其溶解自由能绝对值更小，结合自由能绝对值更大，因此其在超临界二氧化碳中的溶解性更差。最后，为了进一步验证自由能计算方法对于表征染料溶解度的可行性，探索计算并确定分散染料在超临界二氧化碳中溶解情况的简便高效的方法，本文计算了C.I.分散红167与C.I.分散蓝79在超临界二氧化碳中的自由能大小差异并与实验溶解度数据进行对比。结果表明，在相同条件下的超临界二氧化碳中，C.I.分散红167的溶解性低于C.I.分散蓝79的溶解性，且模拟结果与文献记载的实验数据吻合，说明自由能计算方法是研究不同染料溶解性差异的有效方法。