Химическая природа

Цвет пигмента определяется избирательным поглощением и отражением видимого света с различной длиной волны (от 0,4 до 0,7 мкм). Синие пигменты имеют такой цвет потому, что они отражают волны в синей части спектра падающего белого света и поглощают остальные волны; черные пигменты поглощают все длины волн падающего света почти полностью; белые — отра­жают все видимые длины волн.

Различные характеристики отражения и поглощения пигмен­тов обусловлены расположением электронов в их молекулах, их энергией и частотой колебаний.

В результате поглощения молекулой кванта света происхо­дит возбуждение электронов и переход электрона в молекуле с орбитали с более низкой энергией Е на орбиталь с более высокой энергией £2. Возбужденный электрон впоследствии возвращается лем же путем па уровень с меньшей энергией, при этом избыток энергии рассеивается, обычно в виде тепла.

Длина волны поглощенного света (л) определяется как раз ность энергий (£) между двумя упомянутыми орбиталями:

Е—Еъ — Е =hc/K

Где h — константа Планка, с — скорость света.

Конкретная молекула пигмента имеет ограниченное число орбиталей, причем каждая орбиталь обладает собственной харак­теристической энергией. Это значит, что упомянутая выше раз­ность энергий Е имеет некоторые определенные значения. Следова­тельно, молекула пигмента поглощает свет только при некоторых длинах волн, определяемых разностью энергий Е и характеристи­ками взятого образца. Волны другой длины отражаются и опреде­ляют цвет пигмента. Дальнейшие объяснения природы цвета даны в гл. 14.

В случае органических пигментов установлено, что их цвет определяется присутствием в структуре определенных групп. Эти группы называются хромофорами, а группы, которые усили­вают цвет — ауксохромами:

Хромофоры. >С=С< >С=0 >C=S >С—NH —N=N— -—N=C< —NO> Ауксохромьг —ОН —NH-< —NHR —NR., —S02H —COOri —NOi —CH3 —CI —Br

Ниже проиллюстрировано влияние хромофоров и ауксохро мов на цвет органических молекул:

СНз—СО—СНз бесцоетный

СНз—СО—СО—СНз желтый

Химическая природа

Глубокий желтый

Глубокий красный

Очень удачное объяснение природы цвета органических соеди­нений можно найти в «Органической химии» (авторы JI. Физер и М. Физер).

Укрывистость пигмента обусловлена преимущественно его химической природой. Так, диоксид титана рассеивает свет, тогда как сажа — поглощает. Оба эти явления определяют укрывистость в лакокрасочной пленке. Цветные пигменты имеют различную кроющую способность, что вызвано поглощением и рассеива­нием в различных областях видимого спектра.

Неорганические пигменты обычно имеют большую кроющую способность, чем органические того же цвета, ввиду различий в показателях преломления в областях рассеивания видимого спектра (см. стр. 97).

Химическая природа пигментов также предопределяет их стабильность к действию тепла, растворителей, кислот, щелочей и других химических веществ.

Простые моноазопигменты (красные, оранжевые и желтые), например, несмотря на то, что имеют хорошую кислотостойкость и хороший срок службы при насыщенных тонах (но не в разбав­ленных тонах, где они обесцвечиваются), в то же время чувстви­тельны к теплу и растворителям. Это ограничивает использова­ние их только в красках, высыхающих на воздухе и содержащих слабые растворители, и только для более насыщенных тонов.

Более сложные и дорогие пигменты — продукты азоконден - сации (красные, оранжевые, коричневые и желтые) имеют такие же свойства, как и азопигменты во всех отношениях, кроме того, что они имеют исключительную термостойкость и стабильность к растворителям, и, таким образом, могут быть использованы в красках горячей сушки.

Берлинская лазурь стойка к кислотам, но теряет цвет в щелоч­ных условиях, превращаясь в коричневый гидроксид железа, а синий ультрамарин — сложный алюмосиликат натрия, содержа­щий серу — чувствителен к кислотам, обесцвечиваясь при их воздействии. Фталоцианиновый голубой, с другой стороны, ста­билен в большинстве условий.

Оставить комментарий