纺织工业作为我国传统经济支柱产业发展十分迅速，而进行加工处理的原料多为依赖于石油资源的合成纤维如涤纶等。传统合成材料一个最大的缺点就是不能降解重复利用，随着石油等资源的枯竭，源自石化原料的高分子材料的生产必将受到制约。因此，美、日、德等发达国家竞先研究经由可再生资源得到的可降解的高分子材料，并已经取得了一定的进展，聚乳酸(PLA)就是其中的一个典型代表。　　 聚乳酸(PLA)纤维是以淀粉制得之乳酸为原料合成得到，属于完全自然循环型、生物降解性的纤维。该纤维完全不使用石油等化工原料，其废弃物在土壤和海水中的微生物作用下，可完全分解成二氧化碳和水，不会污染地球环境。　　 然而，目前聚乳酸纤维在纺织领域中仍然只有有限的应用，一个主要的原因是聚乳酸纤维耐常规水介质加工的能力较差，在染色、精练过程中纤维的机械性能损失严重。另一个原因就是聚乳酸纤维在染色中通常只有很低的上染率。如此低的上染率使得大量的染料残留在染浴中，不仅产生严重污染，还造成生产加工成本的增加。　　 超临界流体染色作为一种无水加工技术近二十年来已经被广泛用来研究合成纤维和天然纤维的染色和整理，本实验室也已经在染色设备，涤纶染色技术和染料溶解度研究方面取得了一定的成果积累。因此，本研究主要探讨在已有的超临界CO2染色设备上进行聚乳酸纤维染色。　　 本研究首先考察了分散蓝79在超临界CO2介质中对聚乳酸纤维的染色性能，详细讨论了超临界流体染色温度和压力对上染性能的影响规律。随染色温度的升高，分散染料在纤维上的上染量增大，染色约10分钟即可达到最大值。染色压力升高，纤维上的染料量逐渐变大，在17MPa时达到最大值。增大染料浓度，纤维上染料量也随之增大，在3.0％owf即可达到上染饱和。经超临界CO2染色后，聚乳酸的分子量没有降低。　　 研究表明，在水中染色时，分散染料的结构对上染率有较大的影响，因此本研究重点研究了超临界CO2介质染色时分散染料的结构等性质与上染率的关系。分散染料在超临界流体中染聚乳酸纤维时，染色温度对上染率的影响明显因染料能级不同而不同，对低能级染料而言，染色温度超过80℃后，上染率增加较多；对中、高能级染料，则是在温度超过100℃以后上染率增加更多。超临界CO2中染色时，对大部分分散染料而言，染色压力在17MPa时即可在聚乳酸纤维上获得相对较大的上染率。染料上染率受溶解度、分子体积、分子极性等因素的影响，而染料的结构与能级与上染率没有必然的联系。分散染料在超临界CO2中对聚乳酸纤维的分配系数较小，且随着染料溶解度的增大而减小。在相同温度下，六只分散染料在超临界CO2中的上染率低于常规染色的上染率。　　 通过对聚乳酸纤维超临界CO2染色过程动力学和热力学的研究，得到了染色过程中的一些主要参数数据。分散蓝79在超临界染色时的表观扩散活化能为36.22KJ/mol，小于水介质的84.54KJ/mol，说明超临界CO2中染料在纤维里的扩散比之水中需要克服的能垒较低，扩散更容易。在超临界CO2中染色时，分散染料对聚乳酸纤维表现出的亲和力较小，仅只有4只染料的亲和力数值大于10 KJ/mol。通过对三只分散染料染色过程中的能量变化分析表明，聚乳酸纤维超临界CO2分散染料染色时的染色热为33.02 KJ/mol、染色熵为0.12 KJ/mol。对分散染料在超临界CO2和水介质中提升性的对比研究表明，分散蓝79和分散红167在超临界CO2中的染色饱和浓度小于水中的值，而分散红60在超临界CO2中的染色饱和值与水介质中的浓度相当。　　 聚乳酸纤维在一定温度下染色，在超临界CO2介质中，强力损失小于同温度下水介质中染色。超临界CO2染色并不影响聚乳酸纤维的化学结构和纤维的超分子结构，染色前后纤维结晶度几乎不变。TG分析表明超临界处理稍微降低了聚乳酸纤维的热稳定性。聚乳酸纤维经超临界CO2处理后，升高处理温度，纤维表面低聚物数量增多；而增大压力，纤维表面低聚物数量减少。　　 在超临界CO2流体中加入共溶剂乙醇，分散红60和分散蓝165:1的上染率减少，分散蓝60则增加。超临界CO2中加入共溶剂乙醇后处理聚乳酸纤维，当染色温度低于100℃时，对纤维的化学结构、热性能和超分子结构没有额外的影响。　　 通过以上系统研究，为聚乳酸纤维超临界CO2染色，最佳工艺条件的确定提供了有效的理论依据，对聚乳酸纤维在纺织领域的应用将具有指导意义。