Coloranții sunt compuși chimici care au capacitatea de a absorbi intens și de a converti energia radiațiilor electromagnetice în regiunile vizibile și aproape ultraviolete și infraroșii ale spectrului și sunt utilizați pentru a conferi această capacitate altor corpuri. Termenul „colorant” își datorează originea lui A. E. Porai-Koshitsu [1] și a fost introdus de acesta în terminologia științifică în 1908.
O trăsătură distinctivă a vopselei este capacitatea, datorită proceselor capilare și de difuzie , de a impregna materialul vopsit (de exemplu, textile, hârtie, blană, păr, piele, lemn, alimente - coloranți alimentari ) - și de a da culoare pe tot volumul său . , fixându -se într-un fel sau altul asupra centrelor active.
Termenii „colorant” și „ pigment ”, deși adesea folosiți interschimbabil, denotă concepte distinct diferite. Coloranții sunt solubili în mediul colorant (solvent), în timp ce pigmenții sunt insolubili. În timpul procesului de vopsire, coloranții pătrund în material și formează o legătură mai mult sau mai puțin puternică cu fibrele; la folosirea pigmenților, legătura cu materialul de vopsit este asigurată de liant, nu de pigmenți. În vopsele, agenții formatori de culoare (în acest caz, pigmenții) se află în liant (ulei de in, nitroceluloză etc.), iar proprietățile vopselei (cu excepția culorii) depind mai mult de liant decât de pigment. . Coloranții sunt de obicei organici; pigmenții sunt în mare parte pulberi fin dispersate de substanțe anorganice, adesea compuși oxizi.
Chiar și în cele mai vechi timpuri, oamenii foloseau vopsele pentru a-și vopsi hainele și articolele de uz casnic. Vopsirea textilelor datează din neolitic . Timp de multe secole, oamenii au folosit materii prime vegetale sau animale scumpe și rare pentru vopsire. Procesul de obținere a unor astfel de coloranți a fost foarte laborios și lung și, în mod natural, coloranții erau articole de lux valoroase în vremurile străvechi. De exemplu, faimosul violet antic a fost extras din glandele melcului violet. A fost nevoie de aproximativ 10.000 de melci pentru a obține puțin peste un gram de colorant. Colorantul galben în Grecia, Roma și Orient a fost obținut din șofran. Colorantul roșu provine din rădăcinile plantei de nebunie, iar colorantul stacojiu Carmine (Coșenila) a fost extras din corpurile uscate ale femelelor coșniței carminoase, o insectă care parazitează plantele din familia cactusului. Sursele vegetale de coloranți au fost lemnul, rădăcinile, fructele de pădure, frunzele. Dar, în secolul al XIX-lea, coloranții naturali au încetat complet să satisfacă nevoile industriei textile în curs de dezvoltare. Adevărata descoperire a fost producția de coloranți cu anilină.
O contribuție semnificativă la dezvoltarea industriei coloranților cu anilină, care a înlocuit materiile prime naturale rare și scumpe, a fost descoperirea chimistului rus , profesor la Universitatea din Kazan N. N. Zinin . În 1842 , Zinin a redus nitrobenzenul la anilină pentru prima dată . [2] Descoperirea sa a făcut posibilă obținerea anilinei la scară industrială.
În 1856, coloranții sintetici pe bază de anilină au fost obținuți independent de chimistul organic englez William Perkin și chimistul polonez J. Natanson . Perkin, oxidând anilina tehnică cu un amestec de crom, a obținut o substanță violetă - movein , iar Natanson, încălzind anilina cu clorură de staniu anhidră, a sintetizat un colorant roșu strălucitor fuchsin . În 1869, chimiștii germani K. Grebe și K. T. Lieberman au sintetizat un colorant roșu - alizarina, care în antichitate era obținut din rădăcini de nebunie. În 1883, Adolf von Bayer a sintetizat indigo din dinitrofenildiacetilenă . Până la începutul secolului al XX-lea, coloranții sintetici i-au înlocuit aproape complet pe cei naturali. Au apărut noi compuși, numărul de coloranți sintetici până la sfârșitul secolului al XX-lea depășea deja 6500, dintre care aproximativ 1500 de coloranți erau produși la scară industrială. [3]
Coloranții sintetici sunt încă numiți anilină, deși din punct de vedere chimic acest nume a fost demult depășit.
Tehnologii coloranților clasifică coloranții după aplicare . Chimiștii implicați în sinteza (producția) coloranților și care studiază relația dintre structura și proprietățile substanțelor clasifică coloranții după structura chimică . Deoarece termenul „vopsire” nu acoperă toate metodele de conferire a culorii textilelor și altor materiale, termenul „colorare” este mai convenabil.
Există opt clase principale de coloranți utilizate în mod obișnuit în industria textilă. Coloranții din primele patru clase ( direct sau substanțial, sulfuroși , activi [4] și cuva ) sunt utilizați în principal pentru vopsirea fibrelor celulozice, cum ar fi bumbacul și viscoza. Coloranții acizi și activi sunt utilizați pentru vopsirea lânii și poliamidei, coloranții dispersați sunt utilizați și pentru vopsirea materialelor poliamidice și poliesterice, coloranții cationic-bazici sunt folosiți pentru vopsirea poliacrilonitrilului. Pentru vopsirea lânii se folosesc și coloranți acizi complexi metalici, care au o rezistență mai mare a culorii și rezistență la lumină.
Scurtă descriere a claselor de coloranțiCea mai putin durabila colorare a fibrelor celulozice este data de colorantii directi . Acest lucru se datorează faptului că sunt atașați de fibră prin legături slabe de hidrogen și ionice . Acest tip de legătură este deja distrus prin acțiunea apei sau a soluțiilor de săpun la 30-40°C. Pentru a crește stabilitatea culorii la tratamentele umede, țesăturile vopsite cu coloranți direcți sunt tratate cu soluții de fixatori speciali - polimeri solubili în apă, care, atunci când sunt atașați de fibră, împiedică separarea moleculelor de colorant de aceasta.
Afinitatea coloranților direcți pentru fibre este legată de dimensiunea și forma moleculei lor. Moleculele de coloranți direcți sunt coplanare și au o lungime foarte mare. În plus, este importantă coincidența distanței dintre grupările sulfo din molecula de colorant și grupările hidroxi ale unităților învecinate ale macromoleculei de celuloză . Vopsirea cu coloranți direcți se face mai des în modul lot . Pentru a facilita atașarea coloranților la fibra de celuloză, se adaugă 1-2% sodă carbonatată ( carbonat de sodiu ) și 5-20% sare ( clorură de sodiu ) în baia de colorare în funcție de greutatea materialului care este vopsit.
Coloranții activi (reactivi) conferă fibrei celulozice cea mai durabilă culoare datorită formării unei legături chimice între fibră și colorant. Molecula de colorant activ constă dintr-un cromofor , partea care dă culoarea colorantului și o grupare activă care reacționează cu gruparea hidroxil a celulozei în condiții de vopsire. Cu toate acestea, în timpul procesului de vopsire, precum și în timpul depozitării pe termen lung a colorantului, unele dintre grupurile active intră într-o reacție competitivă cu apa sau umiditatea aerului și se hidrolizează , pierzându-și activitatea chimică. Astfel, pentru a obține o culoare durabilă, este necesar să îndepărtați colorantul hidrolizat din fibră după ce vopsirea este finalizată prin fierbere într-o soluție de surfactant . Structura chimică a grupului activ determină condițiile de temperatură ale regimului de vopsire. Deci, de exemplu, coloranții triclorotriazini colorează fibra celulozică deja la 20-30°C, coloranții vinilsulfon la 60°C și coloranții monoclorotriazini la 80°C. Moleculele de coloranți activi, spre deosebire de moleculele de coloranți direcți, sunt mici și compacte. Conțin un număr mare de grupări sulfo, ceea ce le conferă o solubilitate ridicată în apă (100 g/l) și o afinitate destul de scăzută pentru fibra celulozică. Prin urmare, utilizarea lor în metoda de vopsire în loturi este posibilă numai cu un conținut ridicat de electrolit neutru ( sare comună ) în baia de colorare - până la 70-80 g/l. Pe de altă parte, coloranții activi sunt folosiți mai pe scară largă în metodele de vopsire continuă - rulare cu tampon (la rece), cu abur și fixare cu căldură. Esența acestor metode de vopsire constă în impregnarea țesăturii cu o soluție concentrată de colorant activ până la creșterea necesară în greutate și fixarea chimică a colorantului în primul caz - prin menținerea acestuia la temperatura camerei în stare umedă pentru un anumit timp, în celelalte două cazuri - prin prelucrare cu abur supraîncălzit sau cu aer cald. După vopsire, materialul textil trebuie de asemenea expus la o soluție de surfactant pentru a îndepărta colorantul hidrolizat.
Următoarea clasă de coloranți care conferă fibrelor celulozice o culoare puternică sunt coloranții de cuvă . Puterea culorii în acest caz se datorează inițial insolubilității lor în apă, din cauza absenței grupelor funcționale ionice din molecule. Pentru a face coloranții solubili, este necesar să se transforme grupările carbonil conținute în moleculele lor prin reducerea într-un mediu alcalin în grupări enol . Formele enolice ale coloranților sunt compuși leuco și au afinitate pentru fibrele celulozice. După încheierea procesului de vopsire, compușii leuco ai coloranților cuvei sunt oxidați în fibră la forma inițială insolubilă de chinonă . Partea neoxidată a colorantului este îndepărtată din fibră prin tratare cu o soluție de surfactant la fierbere. Rezistența ridicată a culorii coloranților în cuvă la tratamentele umede se datorează și dimensiunii semnificative a moleculelor acestora, iar rezistența foarte bună la lumină este asociată cu policiclicitatea și aromaticitatea structurii lor chimice.
Datorită faptului că procesul de vopsire cu coloranți de cuvă este foarte laborios datorită etapei suplimentare de transformare a colorantului într-o formă solubilă, au fost dezvoltați derivații lor solubili în apă, cubosolurile ( URSS ). Cubosolurile sunt săruri de sodiu ale esterilor sulfati acidi ale compușilor leuco ai coloranților cuvei. Ele sunt foarte solubile în apă și, în consecință, au o afinitate semnificativ mai mică pentru fibrele de celuloză și proteine. Acest lucru face posibilă obținerea unor culori mai uniforme de intensități slabe și medii. Sub acțiunea acizilor și a agenților oxidanți, cubosolurile de pe fibră se transformă în forma insolubilă a coloranților inițiali de cuvă.
O altă opțiune pentru coloranții solubili în apă ușor de utilizat de natură „cuva” sunt cubogenii dezvoltați în URSS în anii 1980 . Cubogenii sunt derivați aromatici ai acidului carboxilic care, sub acțiunea agenților reducători, cum ar fi rongalitul, sunt transformați în compuși colorați policiclici, insolubili în apă. Această transformare se realizează direct pe fibră în timpul vopsirii și tipăririi. Culorile stacojii, rosu, violet si albastru rezultate au luminozitate, puritate a tonului si rezistenta mare la tratamente la lumina si umede la nivelul celor mai buni coloranti de cuva.
La coacerea sau fierberea unor compuși aromatici (amine, fenoli, compuși nitro, toluidine) cu sulf sau cu soluții apoase de sulfură de sodiu se formează coloranți de sulf . Coloranții cu sulf sunt insolubili în apă, dar atunci când sunt reduceți cu sulfură de sodiu într-un mediu alcalin, se transformă în compuși leucosolubili în apă care pot fi absorbiți de fibra celulozică. La sfârșitul procesului de vopsire, compușii leuco ai coloranților cu sulf de pe fibră sunt oxidați de oxigenul atmosferic pentru a forma forma insolubilă inițială. Gama de culori a coloranților cu sulf este limitată, în mare parte galbeni moi, portocalii, maro, albastru, verde și negru. Rezistența culorii la tratamentele umede și la lumină este mare pentru coloranții cu sulf . Folosit pentru vopsirea fibrelor, firelor și țesăturilor din bumbac, viscoză și PE/celuloză.
Coloranții acizi sunt folosiți pentru vopsirea fibrelor proteice (lână, mătase naturală), poliamidă, precum și a pielii și a hârtiei . Sunt foarte solubile în apă, deoarece conțin grupări sulfo sau carboxil. Datorită prezenței grupărilor amino și carboxil în macromoleculele fibrelor proteice, acestea au proprietăți amfotere. Într-un mediu acid, anionii coloranților acizi pot fi absorbiți pe grupările amino încărcate pozitiv ale fibrei cu formarea de legături ionice. Coloranții acizi, în funcție de structura lor chimică, au abilități diferite de a egaliza culorile în condiții de vopsire. Odată cu creșterea afinității colorantului față de fibră, capacitatea de difuziune a acestuia scade și crește rezistența culorilor la tratamentele umede. În consecință, coloranții cu afinitate mare se dovedesc a fi nivelați slab, iar cei cu afinitate scăzută au o nivelare bună. Pentru a obține o colorare uniformă cu coloranți acizi, este necesară introducerea de egalizatori în baia de colorare.
În ultimele decenii, coloranții complexi de metale acide au fost mai frecvent folosiți pentru vopsirea lânii . Printre acestea, cele mai populare sunt complexele de crom (III) cu o compoziție de 1:2, care sunt stabile pe o gamă largă de pH și pot vopsi lâna și poliamida dintr-o baie neutră. Complexele de crom (III) de compoziție 1:1 sunt stabile numai la pH scăzut și pot fi utilizate pentru vopsirea lânii din băile acide, ceea ce îi afectează negativ proprietățile. Când un ion metalic este introdus în molecula de colorant, se observă o adâncire a culorii (deplasare batocromică), iar colorantul devine mai slab. Îmbunătățește rezistența la lumină și agenții oxidanți.
Coloranții mordanți sunt folosiți și pentru vopsirea lânii . Coloranții mordanți sunt coloranți anionici solubili în apă care sunt absorbiți de un material fibros din soluții apoase și fixați cu ajutorul așa-numiților mordanți - compuși metalici cu o stare de oxidare de +3 (de obicei Cr , mai rar Fe , Al ) cu formarea de compuși intercomplex intens colorați, rezistenți la diferite influențe fizico-chimice. Datorită utilizării predominant compuși Cr ca mordanți, coloranții mordanți sunt adesea denumiți coloranți cu crom. Cel mai adesea , Na2Cr2O7 • 2H2O sau K2Cr2O7 sunt utilizați ca mordanți . _ Procesul de placare cu mordant sau cromare se efectuează mai des după vopsire, dar uneori în timpul sau înainte de vopsire. În prezent, din cauza cerințelor crescute de protecție a mediului, coloranții mordanți, din cauza necesității de a trata apele uzate din sărurile metalelor grele, sunt utilizați într-o măsură limitată și sunt înlocuiți cu coloranți acizi care conțin metale.
Pentru vopsirea fibrelor hidrofobe, cum ar fi poliester, poliamidă și acetat, uneori poliacrilonitril, se folosesc coloranți dispersi . Aceștia sunt coloranți neionici utilizați sub formă de suspensii apoase foarte dispersate. Solubilitatea lor în apă, datorită absenței grupărilor sulfo și carboxil, este limitată la câteva miligrame de colorant pe litru. Moleculele coloranților dispersați sunt mici (masă molară de până la 500). Acest lucru contribuie la pătrunderea colorantului ca urmare a difuzării în adâncurile unei fibre sintetice destul de dens, cu formarea unei soluții solide în polimer. Colorantul este reținut în fibră de forțele van der Waals sau legăturile de hidrogen . Coloranții de dispersie sunt singura clasă de coloranți potriviti pentru vopsirea fibrelor de poliester și acetat. Procesul de vopsire se realizează în prezența a 1-2 g/l de surfactant neionic. Conform metodei periodice, fibra de poliamidă este vopsită la 98-100 ° C, poliester - la 130 ° C sub presiune, datorită ambalării mai dense a macromoleculelor sale. Rezistența culorii la tratamentele umede cu coloranți dispersi pe fibra de poliamidă este destul de scăzută, pe fibra de poliester este, dimpotrivă, ridicată. În consecință, de exemplu, la vopsirea amestecurilor de bumbac/poliamidă, se folosesc coloranți direcți și dispersi dacă cerințele pentru rezistența culorii nu sunt ridicate. Și, dimpotrivă, vopsirea amestecurilor de bumbac/poliester, în cazul cerințelor crescute de rezistență a culorii, se realizează cu coloranți activi și dispersi .
Pentru vopsirea fibrelor de poliacrilonitril (fibre PAN) și a altor fibre care conțin grupări COOH sau SO3H , se folosesc coloranți cationici . Sunt săruri ale cationilor organici colorați cu anioni de acid mineral sau carboxilic necolorați . Vopsirea fibrelor PAN cu coloranți cationici se efectuează cu încălzirea treptată (aproximativ 1,5 h) a băii de colorare la o temperatură apropiată de fierbere. Rata de selecție a diferiților coloranți cationici din baia de fibre nu este aceeași. În cazul vopsirii mixte, sunt selectați coloranți cu valori similare ale acestei valori. Cea mai utilizată metodă este metoda de vopsire continuă în gel, când, în producția de fibre PAN, firele proaspăt obținute („câul umed”) sunt trecute printr-o baie de colorare la o temperatură de aproximativ 50 ° C timp de câteva secunde, reumplute continuu. cu o soluție de colorant. O astfel de viteză de vopsire este posibilă datorită faptului că fibra este într-o stare asemănătoare gelului, liber, iar soluția de colorant pătrunde liber în porii săi. Colorarea pe fibrele PAN obtinute cu coloranti cationici, in ceea ce priveste combinarea luminozitatii cu rezistenta la lumina si alte influente, depaseste culorile obtinute de alte clase de coloranti pe orice alte fibre. Unii coloranți cationici sunt folosiți pentru colorarea pielii, fac parte din cerneluri și paste de cerneală.
Coloranții liposolubili sunt coloranți sintetici care sunt ușor solubili în solvenți organici nepolari și cu polaritate scăzută. Sunt insolubile în apă, ceea ce se datorează absenței grupurilor polare în moleculele lor: sulfo- și carboxil (precum și în cele dispersate). Coloranții liposolubili sunt folosiți pentru colorarea materialelor plastice, benzinelor, piele artificială, cauciuc, tehnice. grăsimi, uleiuri, ceară, produse chimice de uz casnic (mastice, lacuri, creme de pantofi etc.). De asemenea, produse de cofetarie colorate, produse cosmetice.
Coloranți solubili în acetonă , coloranți sintetici, foarte solubili în solvenți organici polari, inclusiv acetonă. Sunt complecși de tip anionic Co sau Cr 1:2 cu coloranți monoazoici. Se folosesc coloranți solubili în acetonă sub formă de pulbere: pentru vopsirea în masă a fibrelor chimice (de exemplu, acetat, clorură de polivinil) formate din soluții de acetonă, precum și materiale plastice pe bază de polimeri și copolimeri de clorură de vinil, fenol-formaldehidă, poliester și rășini epoxidice; în producția de nitro-lacuri colorate utilizate în imprimerie, mobilă, piele și alte industrii. Coloranții lichizi solubili în acetonă, care sunt soluții de coloranți în amestecuri de solvenți organici, sunt utilizați pentru vopsirea suprafeței și finisarea pielii naturale. Coloranții solubili în acetonă sub formă de pulberi fine sunt utilizați pentru vopsirea fibrelor poliamidice și a blănii.
Coloranții solubili în alcool sunt coloranți sintetici care sunt solubili în etanol și alte medii apropiate acestuia în ceea ce privește puterea de dizolvare. Coloranții solubili în alcool includ unii coloranți care conțin metale, induline, nigrozine și alți coloranți care sunt disponibili sub formă de săruri cu un cation organic care promovează solubilitatea. Coloranții solubili în alcool sunt folosiți pentru a colora nitro-lacurile, pastele de pix, unele materiale plastice și alte substanțe.
Pigmentii stau separat , deși pot fi aproape de coloranți în structură și metode de producție, dar diferă prin solubilitatea foarte slabă în mediul de colorat, așa că necesită măcinare la o dimensiune a particulelor de nu mai mult de câțiva micrometri. Puterea de colorare a pigmenților depinde de dimensiunea particulelor lor și crește brusc odată cu scăderea dimensiunii medii a particulelor dispersiei. Pigmentii pot fi organici sau anorganici.
Pentru produsele de colorare din materiale polimerice, acestea sunt cel mai adesea folosite sub formă de masterbatch-uri (vezi masterbatch -uri ).
Coloranții și pigmenții au o varietate de structuri. Cu toate acestea, peste jumătate din toți coloranții pot fi clasificați ca coloranți azoici și coloranți antrachinonici.
După natura grupărilor cromofore , se pot distinge următoarele grupe de coloranți [5] :
Materialele textile vopsite cu coloranți sunt supuse unor teste fizice și chimice pentru a evalua rezistența culorii. Testele sunt efectuate în intensitatea culorii corespunzătoare tonului standard (selectat conform scalelor standard de ton) și evaluate conform scalelor standardelor de albastru și gri. Scale standard albastre sunt folosite pentru a evalua rezistența la lumină a coloranților. Scalele de gri sunt folosite pentru a determina rezultatele celorlalte teste. Scala albastră de referință este un set de opt benzi de țesătură de lână vopsite cu coloranți individuali cu diferite grade de rezistență la lumină. Scara standardelor albastre vă permite să evaluați rezistența la lumină a coloranților în puncte de la 1 la 8, unde 1 punct înseamnă cea mai mică rezistență la lumină și 8 puncte cea mai mare. Scalele standardelor de gri fac posibilă evaluarea rezistenței culorii în intervalul de la 1 la 5 puncte, dintre care 1 înseamnă cel mai scăzut și 5 înseamnă cel mai înalt grad de rezistență a culorii. Scara standardelor de gri pentru determinarea modificărilor culorii inițiale ca rezultat al testelor este de 5 sau 9 perechi de benzi de gri neutru. Ambele benzi ale primei perechi sunt de culoare identică, iar contrastul dintre ele este zero. Ele înseamnă rezistența culorii de 5 puncte. Scorurile de la 4 la 1 sunt reprezentate de două bare, dintre care una este identică cu barele de 5 puncte, în timp ce celelalte sunt mai ușoare cu contrastul crescând. Scala pentru determinarea gradului de umbrire a materialelor albe constă din cinci sau nouă perechi de benzi, permițându-vă să evaluați umbrirea de la 5 la 1 punct. Un scor de 5 puncte înseamnă cel mai mare grad de stabilitate a culorii și este reprezentat de două dungi albe, contrastul dintre care este zero. Evaluările de la 4 la 1 puncte sunt prezentate ca două bare, dintre care una este albă, identică cu barele de 5 puncte, a doua bară este gri cu contrast crescând. O mostră de lucru este pregătită pentru testare. O probă de 10 x 4 cm este tăiată din țesătura sau tricotajele care urmează să fie testată, plasată între două țesături adiacente, una din același material ca proba testată și cealaltă din fibrele specificate în metoda de testare specifică, și cusute cu o cusătură de ungere. GOST 9733-0,83. Cele mai importante teste sunt următoarele.
Teste de rezistenta la lumina in conditii de iluminare artificiala . Metoda se bazează pe expunerea specimenelor colorate în anumite condiții la lumina unei lămpi cu xenon împreună cu opt referințe albastre. GOST 9733-3,83.
Teste de rezistență la lumina zilei . Proba, împreună cu standardele albastre, este expusă în anumite condiții la lumina zilei. Rezistența culorii este evaluată comparând schimbarea culorii probei cu schimbarea culorii standardelor albastre. GOST 9733-1-91. Colorantul este clasificat ca rezistent la lumină dacă rezistența la lumină este peste 4 puncte, în caz contrar, colorantul este clasificat ca nerezistent la lumină.
Testarea rezistenței la apă distilată . Metoda se bazează pe scufundarea probelor de testat împreună cu mostrele de țesături nevopsite în apă distilată și menținerea acestora la o anumită presiune, temperatură și timp într-un aparat de testare. GOST 9733.5-83.
Teste de rezistență la „transpirație” . Metodele se bazează pe tratarea probei de testat, împreună cu mostre de țesuturi adiacente necolorate, cu soluții care conțin histidină cu sare comună sau sare comună în anumite condiții. GOST 9733-6,83.
Test de rezistență la spălare . Metoda se bazează pe amestecarea mecanică a probei de lucru împreună cu țesuturile adiacente în soluții de spălare la o anumită temperatură și timp. GOST 9733.4-83.
Teste de rezistență la frecare . Metoda se bazează pe vopsirea unei țesături uscate sau umede prin frecare pe o probă uscată de testare. GOST 9733.27-83.
Test de rezistență la călcare . Metoda se bazează pe efectul anumitor temperaturi, presiune și timp asupra unei probe colorate sub călcare uscată, călcare cu abur și călcare umedă. GOST 9733.7-83.
Teste de rezistență la solvenți organici . Metoda se bazează pe tratarea probei compozite de lucru testate cu un solvent organic utilizat la curățarea chimică. GOST 9733-13.83.
În 1876, O. Witt a formulat teoria culorii cromofor-auxocromice, conform căreia coloranții constau din grupări funcționale nesaturate ( cromofori ) și grupări formatoare de sare ( auxocromi ), acestea din urmă sporind culoarea și dând moleculei capacitatea de a se colora. Cromoforii tipici sunt etilenă -CH=CH-, carbonil >C=O, azo -N=N-, nitro -NO2 , nitrozo -N = O grupări și hidroxi -OH, amino -NH2 și mercapto -SH - auxocromii. Deși teoria cromofor-auxocromică a avut o contribuție semnificativă la dezvoltarea chimiei coloranților, a considerat molecula unei substanțe colorate atunci când interacționa cu lumina ca ceva neschimbat. În plus, conform acestei teorii, prezența culorii într-o substanță se reduce la prezența grupărilor cromofor și auxocromice. Restul moleculei este considerat un purtător pasiv al acestor grupuri.
Conform teoriei electronice moderne a culorii compușilor organici, dezvoltată în lucrările lui V. A. Izmailsky (din 1913), Adams, Rosenstein (1914), Lewis (1916), Dilthey, Vicinger (1928) și alți oameni de știință, capacitatea de a absorbția luminii este determinată de prezența unui lanț suficient de lung de legături duble conjugate și de substituenți donatori de electroni (furnizatoare de electroni) și atrăgători de electroni (primitori de electroni) atașați la acesta. Culoarea colorantului depinde de energia de excitație necesară pentru a transfera molecula din starea fundamentală în starea excitată. O substanță devine vizual colorată dacă absoarbe porțiuni de energie de la 158 la 300 kJ/mol.
Moleculele de hidrocarburi saturate conțin doar legături C-H și C-C. Astfel de molecule trec într-o stare excitată dintr-o porțiune de energie mai mare de 800 kJ/mol, care corespunde părții ultraviolete îndepărtate a spectrului. Din acest motiv, sunt incolore. În moleculele de hidrocarburi nesaturate, electronii care formează legături duble sunt mai delocalizați, deoarece experimentează o acțiune mai puțin atractivă din partea nucleelor atomice, iar în acest caz energia de excitație a unor astfel de molecule este mai mică. În moleculele cu legături duble conjugate se formează un singur nor de electroni, gradul de delocalizare a electronilor crește, iar energia de excitație a moleculei scade. Pe măsură ce lanțul conjugat de legături se prelungește, tranziția moleculei la starea excitată necesită din ce în ce mai puțină energie, iar absorbția se deplasează în regiunea cu lungime de undă lungă.
Compușii aromatici și heterociclici cu sisteme închise de duble legături conjugate joacă un rol important în chimia coloranților. Aici, norii de electroni se suprapun și formează un singur nor de electroni, în urma căruia energia de excitație a moleculei scade și ea, iar absorbția luminii trece într-o regiune cu lungime de undă mai mare. Apare culoarea. Introducerea substituenților polarizanți (donator de electroni și acceptor de electroni) într-o moleculă cu duble legături conjugate duce la o deplasare a electronilor, la apariția sarcinilor pozitive și negative la capetele moleculei. Substituenții donatori de electroni își donează electronii sistemului conjugat, în timp ce substituenții care atrag electroni atrag electronii sistemului conjugat către ei înșiși și creează deplasarea lor constantă. Ca rezultat, atât în primul cât și în cel de-al doilea caz, energia de excitație scade, iar absorbția luminii se deplasează în regiunea cu lungime de undă lungă.
Ionizarea moleculelor lor într-un mediu alcalin sau acid, precum și formarea complexului de către metale, contribuie, de asemenea, la schimbarea culorii coloranților.
CI ( numărul indicelui de culoare ) - indicele de culoare sau indicele de culoare , sistem internațional de desemnare a coloranților. O carte de referință în mai multe volume, creată și actualizată de Societatea Britanică a Vopsitorilor și Coloriștilor (SDC) și Asociația Americană a Chimiștilor și Coloriștilor (AATCC), a fost publicată din 1925. Publicat în prezent online. Fiecărei substanțe chimice care este utilizată ca colorant i se atribuie un număr de cinci cifre strict în conformitate cu „numele generice ale indicelui de culoare” și „numerele constituției indicelui de culoare”. Acest număr este unic pentru fiecare colorant și pigment.
Principalele informații pe care le conține S.I.:
Gruparea numerelor CI în funcție de structura chimică a colorantului. De exemplu:
Exemple: