درباره‌ی پیگمنت ها بیشتر بدانید

پیگمنت ها

درباره‌ی پیگمنت ها بیشتر بدانید

پیگمنت ها یا رنگدانه ها ماده‌ای هستند که در اثر جذب انتخابی طول موج، رنگ نور منعکس شده یا منتقل شده را تغییر می‌دهند. به عبارت دیگر، پیگمنت ماده‌ای است که رنگ خاصی پیدا می‌کند زیرا به طور انتخابی طول موج خاصی از نور را جذب می‌کند. در حالی که بسیاری از مواد دارای این خاصیت هستند ، پیگمنت‌هایی که کاربردهای عملی دارند در دمای معمولی پایدار بوده و از قدرت رنگ پذیری بالایی برخوردارند، بنابراین برای مشاهده رنگ هنگام استفاده از آن بر روی اجسام یا مخلوط با یک حامل تنها به مقدار کمی نیاز است.

پیگمنت‌هایی که با گذشت زمان یا با قرار گرفتن در معرض نور به مدت طولانی، محو می‌شوند یا سیاه می‌شوند را پیگمنت فراری می‌نامند. هدف اولیه از استفاده از رنگدانه‌ها ، ایجاد رنگ به مواد ، اعم از نساجی یا رنگ است. برخی افراد رنگدانه‌ها و رنگ‌ها را یکسان می‌دانند اما کاملاً متفاوت هستند. تفاوت عمده بین هر دو از نظر حلالیت آنها است.

در حالی که یک رنگ می‌تواند به تنهایی در یک مایع حل شود، رنگدانه‌ها می‌توانند در یک مایع با کمک چسب حل شوند. رنگ‌ها عمدتا در صنعت نساجی و کاغذ استفاده می‌شوند، رنگدانه‌ها در صنایع مانند رنگ آمیزی رنگ، جوهر، لوازم آرایشی و پلاستیک استفاده می‌شوند. پیگمنت‌ها در طبیعت مانند اخرا (مخلوطی از اکسیدهای آهن و هیدروکسیدها) و نیلی (C16H10N2O2) یافت می‌شوند.

آنها همچنین می‌توانند پیگمنت‌های مصنوعی مانند سرمه‌ای (مشتق شده از آنیلین) یا سرب سفید باشند. سرب سفید، یکی از قدیمی ترین پیگمنت ها مصنوعی است که از بهبود صفحات سرب با سرکه ساخته می‌شود. آنها اغلب قوی تر از رنگ‌ها هستند که در موادی که رنگ می‌کنند حل می‌شوند. پیگمنت‌ها می‌توانند رنگ خود را برای قرن‌ها حفظ کنند و در برابر حرارت زیاد، نور شدید و قرار گرفتن در معرض آب و هوا یا عوامل شیمیایی مقاومت کنند. 

تاریخچه‌ی پیگمنت ها

اولین پیگمنت از منابع طبیعی مانند ذغال سنگ و مواد معدنی آسیاب شده بدست آمده است. نقاشی‌های غارهای پارینه سنگی و دوران نوسنگی نشان می‌دهد که در انسان‌های ماقبل تاریخ سیاه کربنی، قرمز (اکسید آهن، Fe2O3) واخرای زرد (اکسید آهن هیدراته، Fe2O3.H2O) شناخته شده است. پیگمنت‌های مصنوعی در اوایل قبل از میلاد مسیح مورد استفاده قرار گرفت.

سرب سفید با مخلوط سرب و سرکه در حضور دی اکسید کربن ساخته شد. آبی مصری (سیلیکات مس کلسیم) از شیشه‌ای با استفاده از مالاکیت یا سنگ معدن مس دیگر به دست آمده است. با توسعه پیگمنت‌های بیشتر، پیگیری ترکیب آنها غیرممکن شد.

در قرن بیستم ، سازمان بین المللی استاندارد (ISO) استانداردهایی برای ویژگی ها و آزمایش رنگدانه ها ایجاد کرد. شاخص رنگ بین المللی (CII) یک شاخص استاندارد منتشر شده است که هر رنگدانه را با توجه به ترکیب شیمیایی آن مشخص می کند. بیش از ۲۷۰۰۰ رنگدانه در طرح CII نمایه می شوند.

انواع پیگمنت ها

بر اساس روش فرمولاسیون، پیگمنت‌ها را می‌توان به دو نوع معدنی و آلی طبقه بندی کرد.

پیگمنت های ارگانیک آلی

این نوع رنگدانه‌ها به طور طبیعی وجود دارند و قرن‌ها مورد استفاده قرار گرفته اند. آنها از نظر ساختار شیمیایی بسیار ساده هستند. نام آنها آلی یا ارگانیک است زیرا حاوی مواد معدنی و فلزاتی هستند که به آنها رنگ می‌بخشد. تولیدکنندگان پیگمنت‌های آلی آنها را از طریق یک فرآیند ساده که از شستشو، خشک شدن، پودر کردن و ترکیب در فرمول تهیه می‌شود، تولید می‌کنند.

در مقایسه با رنگدانه‌های معدنی، استفاده از این رنگدانه‌ها کمتر اتفاق می‌افتد و به همین دلیل تعداد محدودی از تامین کنندگان رنگدانه‌های آلی وجود دارد. این رنگدانه ها زمانی استفاده می‌شوند که قدرت رنگ مورد نیاز زیاد نباشد.

پیگمنت های آلی نسبتاً جدید هستند. اگرچه، رنگ‌های طبیعی بر پایه‌های معدنی (معروف به دریاچه‌ها) رسوب کرده و از قرون وسطی در رنگ هنرمندان استفاده می‌شده است (به عنوان مثال دریاچه مجنون و دریاچه زرشکی)، پیگمنت‌های‌های ارگانیک واقعی فقط از سال‌های اولیه قرن بیستم شناخته شده‌اند.آنها به دو زیر گروه تقسیم می‌شوند: یکی از منشاء گیاهی، و سایر منشاء حیوانی بیشتر پیگمنت‌های آلی با بهبود پراکندگی شفافیت بهتری نشان می‌دهند، در حالی که در مورد پیگمنت‌های معدنی با اندازه ذرات بزرگتر، با پراکندگی خوب کدورت بهبود می‌یابد.

پیگمنت های ارگانیک را می‌توان اینگونه تقسیم بندی کرد:

پیگمنت های قرمز ارگانیک

پیگمنت های آبی ارگانیک

پیگمنت های سبز ارگانیک

پیگمنت های بنفش ارگانیک

پیگمنت های نارنجی ارگانیک

پیگمنت های سیاه ارگانیک

پیگمنت های قهوه ای ارگانیک

پیگمنت های زرد ارگانیک

پیگمنت ها

پیگمنت های غیر ارگانیک یا معدنی

همانطور که از نام آن می‌توانید حدس بزنید، این نوع پیگمنت‌ها دقیقاً برخلاف نوع پیگمنت‌های ارگانیک هستند. این پیگمنت‌ها به عنوان “رنگدانه های مصنوعی” نیز شناخته می‌شوند. آنها در آزمایشگاه ها فرموله شده اند و کنترل وسیعی را برای تولیدکنندگان رنگدانه‌های معدنی ارائه می‌دهند. پیگمنت‌های معدنی با فرآیندهای شیمیایی نسبتاً ساده ای مانند اکسیداسیون تولید می‌شوند.

در حالی که پیگمنت‌های آلی به راحتی پراکنده نمی‌شوند و توده‌ای (توده ذرات رنگدانه) ایجاد می‌کنند، پیگمنت‌های معدنی به راحتی در رزین پراکنده می‌شوند.

تأمین کنندگان پیگمنت‌های معدنی این نوع پیگمنت‌ها را عمدتا برای رنگ، پلاستیک، الیاف مصنوعی و صنعت جوهر عرضه می‌کنند. در مواردی که رنگ‌های روشن مورد نیاز است، از پیگمنت‌های آلی استفاده می‌شود زیرا قدرت رنگ بالا را تقویت می‌کنند. ‌پیگمنت‌های معدنی شامل رنگدانه‌های مات سفید هستند که معمولاً برای روشن شدن رنگ‌های دیگر و همچنین برای ایجاد کدورت استفاده می‌شوند.

دو نوع دیگر پیگمنت‌ها، پیگمنت‌های فلزی و پیگمنت‌های صنعتی هستند.

پیگمنت‌های فلزی‌، همانطور که از نام آن مشخص است، شامل رنگدانه‌های فلزی مانند رنگدانه‌های روی و آلومینیوم است. در حالی که پیگمنت‌های صنعتی رنگدانه‌هایی هستند که به طور گسترده در کاربردهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند و شامل پیگمنت‌های آلی، معدنی و فلزی هستند.

انواع پیگمنت های فلزی

  • پیگمنت های کادمیوم: قرمز کادمیوم، زرد کادمیوم، نارنجی کادمیوم، سبز کادمیوم، سولفوسلنید کادمیوم
  • پیگمنت های کروم: زرد کروم، ویریدیان (سبز کرومی)
  • پیگمنت های کبالت: آبی کبالت، بنفش کبالت، آبی سرولی، اورئولین (زرد کبالت)
  • پیگمنت های مس: آزوریت، آبی مصری، مالاکیت، سبز پاریسی، بنفش هان، آبی هان،سبز فتالوسیانین G ، فتالوسیانین آبی BN
  • پیگمنت های اکسید آهن: قرمز، قرمز ونیزی، آبی پروسی، سانگویی، قرمز اکسیدی
  • پیگمنت های سربی: سرب قرمز، سفید سربی، سفید کرمنیتز، زرد ناپل، زرد سربی قلع
  • پیگمنت های منگنز: بنفشه منگنز
  • پیگمنت های جیوه: ورمیلیون
  • پیگمنت های تیتانیومی: سفید تیتانیومی، مشکی تیتانیومی، زرد تیتانیومی، بژ تیتانیومی
  • پیگمنت های روی: سفید روی، فریت روی

جدول زیر مقایسه‌ای از پیگمنت های آلی و معدنی ارائه می‌دهد.

پیگمنت ها

پیگمنت ها چگونه عمل می‌کنند

پیگمنت ها به صورت انتخابی طول موج‌های نور را جذب می‌کنند. هنگامی که نور سفید به مولکول پیگمنت برخورد می‌کند، فرآیندهای متفاوتی وجود دارد که می‌تواند منجر به جذب شود. سیستم‌های پیوند دوگانه نور را در برخی رنگدانه‌های آلی جذب می‌کنند. پیگمنت های معدنی ممکن است با انتقال الکترون نور را جذب کنند.

به عنوان مثال، ورمیلیون نور را جذب می‌کند و الکترون را از آنیون گوگرد (S2-) به کاتیون فلزی (Hg2+) منتقل می‌کند. مجموع انتقال بار بیشتر رنگ‌های سفید را حذف می‌کنند، بقیه را منعکس یا پراکنده می‌کنند تا به عنوان یک رنگ خاص ظاهر شود. پیگمنت‌ها طول موج ها را جذب یا کم می‌کنند و مانند مواد درخشان به آنها اضافه نمی‌شود.

پیگمنت ها

طیف نور تصادفی بر ظاهر پیگمنت ها تأثیر می‌گذارد. بنابراین، به عنوان مثال، پیگمنت‌ها در زیر نور خورشید به همان رنگی که در نور فلورسنت ظاهر می‌شود نمایان نمی‌شود، زیرا طیف متفاوتی از طول موجها برای انعکاس یا پراکندگی باقی مانده است. هنگامی که رنگ یک پیگمنت‌ نشان داده می‌شود، رنگ روشن آزمایشگاه که برای اندازه گیری استفاده می‌شود.

رنگ، اشباع و سایر خواص پیگمنت‌ به ترکیبات دیگری که در محصولات مانند چسب‌ها یا پرکننده‌ها همراه هستند بستگی دارد. به عنوان مثال، اگر رنگی را خریداری می‌کنید، بسته به فرمول مخلوط، متفاوت به نظر می‌رسد. بسته به اینکه سطح نهایی آن براق، مات و غیره باشد رنگدانه متفاوت خواهد بود. سمیت و ثبات رنگدانه نیز تحت تأثیر سایر مواد شیمیایی موجود در سوسپانسیون رنگدانه قرار می‌گیرد.


گردآوری و ترجمه: واحد تولید محتوای گروه صنعتی مکرر – اعظم مواساتی

منابع:

به اشتراک بگذارید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.