超临界染色技术的应用可显著减少染色用水、用能及废水处理量。染色中各操作参数对染色效果的影响及实验参数的优化一直是学者们研究的重点。目前,对超临界染色的研究主要有实验及模拟两种方法。本文综合应用以上两种方法,通过对超临界染色工艺中各操作参数的研究,得出各参数的影响特性及合适的操作条件,为超临界染色的实际应用提供设计依据。本文研究的主要内容有：(1)基于有限元原理建立了筒状加料条件下的二维染色传质模型,运用该模型计算了纤维材料沿径向及轴向的染色效果。(2)通过改变模型中的特征参数,本文综合考察了染色时间、纤维厚度、流体流量、反应釜尺寸等参数对染色效果的影响。结果表明：染色时间及流体流量的增加不仅会提高染料吸收量,还会降低纤维材料的染色不均匀性。(3)建立了一套带有循环设备的超临界染色装置。以超临界二氧化碳为介质,应用乙醇作为助溶剂,对PET纤维进行了染色研究。测试了实验压力、温度、助溶剂、纤维厚度等条件对染色深度K/S值及纤维摩擦色牢固度的影响。结果表明：实验温度及压力的升高均会提高染料吸收量及染色均匀度。将乙醇作为助溶剂后,纤维材料表层的染色效果提高显著,但影响效果会随厚度的增加而迅速减弱。实验压力的增加虽可以提高染料吸收量,但却不能保证高吸收量条件下的摩擦色牢固度。在本实验条件下,温度的升高在提高染色效果的同时并未对材料的摩擦色牢固度产生显著影响。(4)利用本文实验装置,以棉布为染色对象,对天然纤维的染色性能进行了研究。通过改变实验温度、压力、染料种类、助溶剂种类等参数,考察棉布在超临界流体中的染色效果。结果表明：染料种类的选择对染色效果具有显著影响。本文中,在添加水作为助溶剂的条件下碱性染料及分散染料的染色效果较好,循环装置的加入可显著改善染料的扩散效果,提高染色均匀度。