植物染料源于自然、环境生态相容性好、色彩自然优雅、对人体健康无害、符合现代人们重视自身健康以及对环境保护的要求。但植物染料上染棉织物存在上染率低及染色牢度不好等问题,传统水浴染色时使用大量的助剂和染料,排放后的废水会污染环境。针对上述问题,本论文应用壳聚糖及再生羊毛角蛋白对棉织物进行改性,开发了基于纤维改性的植物染料超临界CO₂染色技术,改善了植物染料在棉织物上的染色性能。本论文分别采用壳聚糖及再生羊毛角蛋白接枝改性棉织物,通过分析改性棉织物的紫甘薯色素上染色差值,探讨了壳聚糖质量浓度、柠檬酸质量浓度、焙烘温度和带液率等因素对改性效果的影响;并对改性棉织物进行了传统水浴及超临界CO₂染色,通过探讨媒染剂种类及染色方法对传统水浴染色效果的影响,优选了最佳染色工艺;通过分析改性棉织物的姜黄色素上染色差值,探讨了染色温度、染色压力、染色时间等因素对改性棉织物超临界CO₂染色性能的影响,并对染色棉织物进行了红外光谱、X-射线衍射、热学及力学性能表征。研究结果表明:应用壳聚糖和再生羊毛角蛋白对棉织物进行天然阳离子改性,在棉织物上引入NH₂^-,在弱酸性染浴中,壳聚糖和再生羊毛角蛋白改性棉带有NH₃⁺离子,与阴离子性的植物染料之间主要以库仑引力吸引,从而提高了棉织物对含有阴离子基团的植物染料的染色性能。壳聚糖改性棉织物的优化工艺为:壳聚糖质量浓度15 g/L,柠檬酸质量浓度100 g/L,焙烘温度140℃,带液率100%。棉织物采用天然紫甘薯色素及β-环糊精（同浴）染色,可获得较好的染色效果,色差值可达到46.65,K/S值可达到1.93。天然姜黄色素在染色温度120℃、染色压力25MPa、染色时间30min、染料浓度3.6%、CO₂流量30g/min的工艺条件下可取得良好的染色效果,优化工艺染色条件下的壳聚糖及再生羊毛角蛋白改性棉的DE*值可分别达到97.28和96.35,K/S值可达到11.46和10.58。其皂洗色牢度可达到4⁵级、摩擦色牢度可达到5级,基本达到服用色牢度要求。