結合第一原理計算與實驗快速篩選合適超臨界流體染色製程之分散性染料

超臨界流體染色技術受惠於不需處理染色廢水、染色完畢後不需要烘乾、易回收再利用染色製程中的過剩染料、二氧化碳回收再利用比例超過90%、大幅縮短染色製程所需時間等各項優點，近年來受到全球成衣業與紡織業的廣泛重視。然而此一技術卻尚未在全世界被普及使用，除了設備建置成本昂貴外，另一個關鍵因素為現今可以用於商用超臨界染色製程中的染料遠少於傳統水染色技術可供選擇的染料數量，因此大幅限縮了利用超臨界流體染色技術的應用範圍。根據研究報告指出染色製程的操作溫度與壓力、染料的溶解度、染料的擴散係數、染色反應槽中的攪拌與流場設計因素都會影響到染料是否均勻分布於染色反應槽中，染料與布料間的作用力也會影響染色的結果。本兩年期研究計畫的目標在應用第一原理計算來預測染料分子於超臨界二氧化碳中之溶解度，並利用實驗量測來協助驗證第一原理計算之溶解度預測結果，希望能結合預測型熱力學模型與實驗量測提供產業界一個快速且可靠的溶解度估算方式。此外亦應用第一原理計算來探討染料與高分子之作用力，並與文獻中實驗染色之結果比較，探討染料與高分子間作用力對染色結果的影響，希望藉此提供超臨界流體技術染料設計與篩選的關鍵線索。