پیگمنت چیست
پیگمنت یا رنگدانه همانطور که از اسم آن مشخص است ماده‌ای رنگی است که به سایر مواد از پارچه گرفته تا پلاستیک رنگ می‌دهد. پیگمنت‌ها مواد ذره ای نامحلول هستند و نه به عنوان محلول بلکه به عنوان ذرات جامد ریز آسیاب شده با یک مایع استفاده می‌شوند. به طور کلی، همین پیگمنت‌ها هستند که در رنگ‌های پایه روغن و پایه آب، جوهر چاپ و پلاستیک استفاده می‌شوند.
در حقیقت پیگمنت‌ها رنگ، تیرگی، کنترل براقیت، کنترل رئولوژیکی و عملکردهای خاص مانند مهار خوردگی یا گشتاور مغناطیسی را فراهم می‌کنند. آنها همچنین با عملکردشان به عنوان پرکننده حجم، باعث کاهش هزینه پوشش می‌شوند. پیگمنت‌ها به عنوان ذرات ریز از اندازه 0/01 تا 100 میکرومتر استفاده می‌شوند. پیگمنت‌های رنگی با جذب طول موج‌های خاص نور مرئی و انتقال یا پراکنده شدن طول موج های دیگر عمل می‌کنند.
پیگمنت‌ها بر اساس خواص شیمیایی، فرمولاسیون و روش تولید به دو دسته‌ی کلی پیگمنت آلی و پیگمنت معدنی تقسیم می‌شوند.
پیگمنت آلی (Organic Pigment)
پیگمنت‌های آلی به آن دسته از پیگمنت‌ها اطلاق می‌شود که از مواد طبیعی دارای خاصیت رنگی به دست می‌آیند. در حقیقت این نوع رنگدانه‌ها به طور طبیعی وجود دارند و قرن‌هاست که از آنها استفاده می‌شود. آنها از نظر ساختار شیمیایی کاملاً ساده هستند. در ساختار شیمیایی پیگمنت‌های آلی زنجیره و حلقه‌های کربنی وجود دارند اما بعضی از آنها دارای ساختمان فلزی آلی هستند.
تولید کنندگان پیگمنت‌های آلی، آنها را از طریق یک فرآیند ساده شامل شستشو، خشک کردن، پودر کردن و ترکیب در فرمولاسیون، تولید می‌کنند. پیگمنت های آلی ترکیبات آلی نامحلول با مقاومت رنگی بالا هستند و اصطلاح نامحلول بودن به این معنی است که آنها حلالیت بسیار کمی در آب، حلال آلی و انواع مختلف محیط دارند. پیگمنت های آلی در مقایسه با پیگمنت های معدنی اندازه ذرات کوچکتری دارند.
پیگمنت‌های آلی به سه گروه اصلی پیگمنت‌های آزو (Azo Pigments)، پلی سیکلیک (Polycyclic Pigments) و آنتراکینونی (Anthraquinone Pigments) تقسیم می‌شوند که هر یک از این گروه‌ها دارای طیف رنگی و همچنین خواص متفاوتی هستند.
پیگمنت های آزو حاوی یک گروه ازت هستند که بیشتر پیگمنت های آلی قرمز ، نارنجی و زرد را تشکیل می دهند.
رنگدانه‌های پلی سیکلیک شامل بخش های هتروسیکلیک و یا آروماتیک آنیل شده هستند. پیگمنت‌های تجاری می‌تواند از سیستم های کوچکی شامل 5 حلقه آنیل مانند مشتقات دیکتوپیرلو – پیرول، تا سیستم های بزرگ متشکل از هشت یا نه حلقه آنیل شده مانند فلاوانترول، پیرانترون، ایزوویولانترون یا کاربازول – دیوکسازین های تشکیل شوند.
در پیگمنت آنتراكینون، هر یك از گروه های پیگمنت های آلی دارای ساختارهای مولكولی بر اساس آنتراكینون است. رنگ‌های اسید آنتراكینون حاوی گروه‌های اسید سولفونیك است كه آنها را در آب حل می‌كند و برای پشم و ابریشم قابل توجه است. نمونه های دیگری از پیگمنت‌های آنتراكینون شامل زرد آنتراپیریمیدین و قرمز آنتراكینوئید هستند.
از ویژگی‌های مشترک رنگدانه‌های آلی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کیفیت رنگ: در حالی که بیشتر پیگمنت‌های آلی شفاف در نظر گرفته می‌شوند، اما تناژ آنها بی نظیر است. پیگمنت‌های آلی با رنگ‌های روشن مشخص می‌شوند. آنها اغلب با وجود شفافیت، قدرت رنگ آمیزی بالایی را ایجاد می‌کنند.
- ثبات نوری متنوع: انواع مختلفی از پیگمنت آلی وجود دارد، اما بیشتر آنها هنگام قرار گرفتن در معرض نور تمایل به نگهداری رنگ ضعیف دارند. در حالی که برخی می‌توانند در برابر نور و گرما به خوبی مقاومت کنند، اما بسیاری با گذشت زمان کمرنگ می‌شوند.
- قیمت بالا: تولید پیگمنت‌های آلی گران‌تر است، به ویژه پیگمنت‌های آلی مصنوعی. پیگمنت‌های مصنوعی برای تولید به فرآیند شیمیایی زیادی احتیاج دارند و باعث افزایش هزینه های حجمی می‌شوند.
پیگمنت‌های آلی عمدتا در جوهر (%50)، رنگ (%25)، پلاستیک (%12) و لاستیک (%10) و 3% دیگر موارد کاربرد دارند. رنگدانه‌ها می‌توانند بسیاری از عملکردهای عالی مانند رنگ ، دوام ، تحرک و گرانروی مناسب جوهرها را ارائه دهند. به عنوان عوامل رنگ آمیزی پلاستیک و الیاف مصنوعی عمل می‌کنند به طوری که به آنها رنگ زیبایی می‌دهند. در صنعت لاستیک می‌توان از آن به عنوان پرکننده و تقویت کننده استفاده کرد. در حالت کلی با شرایط مختلف کاربرد، عملکرد پیگمنت‌های آلی نیز متفاوت است. اما نیاز کلی رنگ روشن، قدرت رنگ آمیزی قوی، پراکندگی عالی، جذب روغن کمتر و قدرت پنهان سازی قوی را فراهم می‌کنند.
پیگمنت معدنی (Inorganic pigment)
همانطور که از نام آن حدس می‌زنید، این نوع پیگمنت دقیقاً نوع مخالف پیگمنت‌های آلی است. این پیگمنت‌ها به عنوان “پیگمنت های مصنوعی” نیز شناخته می‌شوند. آنها در آزمایشگاه فرموله می‌شوند و دامنه وسیعی از کنترل را برای تولیدکنندگان پیگمنت معدنی فراهم می‌کنند. پیگمنت‌های معدنی توسط فرآیندهای شیمیایی نسبتاً ساده مانند اکسیداسیون تولید می‌شوند.
پیگمنت‌های معدنی بر پایه‌ی زنجیره و حلقه‌ی کربنی نیستند بلکه شامل مواد معدنی معمولا فلزات و نمک‌های فلزی، مانند یون‌های زینک، تیتانیوم، نیکل، کبالت، منگنز، کروم و… می‌باشند. به دلیل ترکیبات، پیگمنت‌های معدنی معمولاً نسبت به پیگمنت‌های آلی مات و نامحلول هستند. به طور کلی، پیگمنت‌های معدنی معمولاً در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند که به دلیل ثبات نوری و کم هزینه بودن مورد پسند هستند.
پیگمنت های معدنی طیف وسیعی از رنگ ها را شامل می‌شوند: که خالص ترين آن پيگمنت سفيد (تیتان) و سياه ترين پيگمنت، کربن بلک است.
برای کسب اطلاعات بیشتر درباره ی پیگمنت سفید به مقاله‌ی تیتان در وبلاگ گروه صنعتی مکرر مراجعه کنید.
پیگمنت‌های سفید به رنگ‌ها افزوده می‌شود تا هزینه آنها کاهش یابد یا خواص آنها بهبود یابد. پیگمنت‌های سیاه در درجه اول از ذرات کربن ایجاد می‌شوند. به عنوان مثال از سیاه کربن برای دادن رنگ سیاه به جوهرهای چاپ استفاده می‌شود. پیگمنت‌های خاكی اکسید آهن باعث تولید بخار (زرد-قهوه ای)، سینا (نارنجی-قهوه ای) و عنبر (قهوه ای) می‌شود. از ترکیبات خاصی از کروم برای تهیه زرد، نارنجی و سبز استفاده می‌شود، در حالی که ترکیبات مختلف کادمیوم زرد روشن، نارنجی و قرمز درخشان ایجاد می‌کند.
از مهمترین ویژگی‌های پیگمنت معدنی می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
مقاومت عالی در برابر محو شدن: یکی از مزایای پیگمنت‌های معدنی مقاومت عالی در برابر محو شدن در معرض نور است. همچنین در صورت قرار گرفتن در معرض هوای آزاد و گرما تمایل دارند در برابر محو شدن مقاومت بیشتری داشته باشند.
مقرون به صرفه: تولید پیگمنت‌های معدنی به خصوص در مقادیر زیادی که برای کاربردهای صنعتی مورد نیاز است، ارزان تر است. بیشتر این به واکنش‌های شیمیایی نسبتاً ساده مورد نیاز برای تولید پیگمنت‌های معدنی برمی‌گردد.
تناژ ضعیف: در حالی که پیگمنت‌های معدنی تمایل دارند رنگ خود را به خوبی حفظ کنند، رنگی که خود به خود تولید می‌کنند اغلب تناژ ضعیفی دارد. بهبود تناژ و روشنایی در هنگام اختلاط پیگمنت‌های معدنی با پیگمنت‌های آلی یا رنگ امکان پذیر است.
سمیت: پیگمنت معدنی به دلیل وجود نمک‌های سرب در ترکیبات آنها بیشتر به محیط آسیب می‌رسانند. برخی حتی کاملاً سمی هستند مانند پیگمنت پایه سرب.
پیگمنت‌های معدنی در صنایع مختلف مانند صنعت رنگ، پلاستیک، الیاف مصنوعی، جوهر، ساختمان، پلاستیک و پوشش‌ها کاربرد دارند.
گردآوری و ترجمه: واحد تولید محتوای گروه صنعتی مکرر
منابع:
دیدگاهتان را بنویسید