苎麻原产于我国，俗称"中国草"，其纺织品有挺括、滑爽、通风透气、吸湿排汗、易洗快干等优点，是理想的高级衣料。目前我国苎麻无论是栽培面积还是产量都占全世界90％以上，苎麻纤维及其织物、织品是我国重要工业原料和传统的出口创汇产品。 传统的染色过程在水浴中进行，将产生大量富含有机污染物的难处理的工业废水。以超临界CO<,2>作为染色介质，实现了无水染色，彻底消除了印染废水的产生，从根本上解决了印染废水处理的难题，保护了水资源。 目前国内外合成纤维超临界CO<,2>染色已取得了一定进展，但天然纤维的超临界CO<,2>染色还是一个技术难题，特别是苎麻纤维超临界CO<,2>染色国内外报道很少。 这是因为传统的水溶性染料如酸性染料、直接染料、阳离子染料和活性染料等在超临界CO<,2>中几乎不溶解。只有分散染料的极性较弱，分子量小，易溶于超临界CO<,2>中。但天然纤维素纤维与分散染料本身没有很好的亲和性，所以染色前要对纤维进行预处理，通过纤维表面改性，提高其与分散染料的亲和力。 为提高超临界CO<,2>中苎麻纤维的染色效果，本论文采取了优化苎麻纤维结构，引入功能性基团及苎麻纤维变性等多种措施。对苎麻纤维进行改、变性研究，包括：碱.苯甲酰氯改性，碱.乙酸酐改性，碱.溴异丁基酰溴改性，离子液体吸附，阳离子改性.四苯硼钠吸附，尿素润湿，纤维素酶水解，邻苯二甲酸酐脂化法等。改、变性后苎麻纤维超临界CO<,2>染色的初步结果表明，碱.苯甲酰氯改性后的苎麻纤维染色效果最佳。 在染色温度70-130℃，压力12-20 MPa，染色时间15-150 min的实验范围内，对碱.苯甲酰氯改性后的苎麻纤维在超临界CO<,2>中的染色行为进行了深入的研究。染料的上染性能用染色深度(K/S值)表示，K/S值越大，颜色越浓，与之相对应的纤维上的染料量越多。通过测定各种不同条件下染色后的苎麻纤维的染色深度，从而得出染料的上染率与染色的温度、压力和时间的关系。对苎麻纤维在超临界CO<,2>中染色的耐洗牢度及耐摩擦牢度进行了测定。 改性处理和超临界CO<,2>染色所引起的纤维形态和结构上的变化由傅立叶红外光谱仪(FT-IR)，X射线衍射仪(XRD)，扫描电镜(SEM)，热分析系统(DSC、TGA)所表征。结果显示：碱处理使苎麻纤维由纤维素Ⅰ转化为纤维素Ⅱ，降低了纤维的结晶度，增加了纤维的无定形区；苯甲酰氯改性在纤维上引入了苯甲酰基团，进一步降低了纤维的结晶度；超临界染色也在一定程度上降低纤维的结晶度，引起纤维结构的变化，并影响其热性能。超临界染色的结果表明：130℃和20 MPa下，在不同浓度染料(0.5-5％)下，纤维的染色深度随染料浓度的增加而增加。当染料浓度达2.5％以后，纤维染色深度的上升趋势变得平缓，因此，选择最优染料浓度为2.5％。在最优染料浓度2.5％下研究了染色时间对上染量的影响，在染色时间90 min时观察到纤维上的最大染色深度，超出90 min后染色深度没有很大的增加。在超临界CO<,2>中染色时，染色温度、压力和时间对苎麻纤维的染色深度有明显的影响，在一定的压力下，纤维的染色深度随着温度的升高而增加，在130℃左右上染达到平衡；在一定的温度下，染料的上染量随着压力的升高而增加。苎麻纤维的耐洗牢度及耐摩擦牢度与在水中的染色效果相同。 综合考虑染色的温度、CO<,2>的密度对染料的上染率的影响，苎麻纤维在18-20MPa，130℃左右，染色90 min就能达到很好的染色效果。