طبقه بندی مواد رنگی
علاوه بر تقسیم بندی های قدیمی که این مواد را به مصنوعی و طبیعی، گیاهی و غیر گیاهی، معدنی و آلی و ... طبقه
بندی می کند؛ در تقسیم بندی جدید که اساس کاربردی دارد این مواد به طور کلی به دو بخش عمده زیر تقسیم شده اند:
- رنگدانه ها ( پیگمان ها )                                              - رنگ ها
اغلب رنگ ها از نظر استفاده در صنایع رنگرزی نساجی اهمیت دارند؛ در صورتی که رنگدانه ها غالبا در مواد غیر
رنگرزی نساجی به کار می روند. هر چند که گاهی مرز مشخصی بین این دو بخش نمی توان ترسیم کرد.
رنگـدانـه هــا
مواد جامد تزئینی هستند که در شکل و اندازه‌های مختلف به صورت معلق در حلال های تهیه شده و بکار می‌روند.
رنگدانه های سفید، سیاه وبه رنگ های دیگر، کاربرد های زیادی از جمله رویه زدن (پوشش دادن) و رنگرزی دارند.
برای رویه زدن از مخلوط های حاوی مواد سفت کننده مثل چسب و رزین، روغن های خشک کننده، ترکیبات نرم کننده
و... استفاده می شود.
رنگدانه ها در رنگرزی انبوه پلاستیک ها و الیاف مصنوعی به کار می روند. از آنجایی که رنگدانه ها به صورت معلق و
پراکنده شده مصرف می شوند؛ شکل و ابعاد ذرات آنها حائز اهمیت است. از این رو شرایط تهیه آنها باید طوری باشد که
فرم های بلوری با اندازه ذرات کوچک حاصل شوند؛ در غیر این صورت مشکلاتی در فرآیند رنگ آمیزی به وجود
خواهد آمد. رنگدانه های اولیه و قدیمی غالبا ترکیبات معدنی بودند که منشا طبیعی داشتند؛ ولی چون کیفیت و خواص
جالبی نداشتند به مرور زمان جای خود را به رنگدانه های مصنوعی و آلی دادند. نمونه هایی از رنگدانه های معدنی مهم
عبارتند از:
رنگـدانـه سفیــد
CaCO3 , CaSO4 , 2PbCO3 , Pb(OH)2 , TiO2 , ZnS , (BaSO4 + ZnS) , BaS , ZnO , Al2O3
رنگـدانـه قـرمـز
گل اُخری Fe2O3، سرنج PbO، شنگرف HgS و کرومات بازی سرب [PbCrO4,Pb(COOH)2]
رنگـدانـه زرد نـارنجــی
PbCrO4 , CdS + CdSe , CdS
رنگـدانـه آبــی
Fe4[Fe(CN)6]3 و اولترامارین(لاجورد) Na7Al6Si6S2O22
رنگـدانـه سبــز
PbCrO4 + Fe4[Fe(CN)6]3 , Cr2O3 , H2O , Cr2O3
انواع رنگدانه ها
معمولاً رنگدانه‌ها را براساس انواع شیمیایی به رنگدانه‌های معدنی یا آلی طبقه‌بندی می‌کنند، اما این رنگدانه‌های آلی یا
معدنی می‌توانند طبیعی یا سنتزی باشند.

جدول مقایسه خواص رنگدانه‌های آلی و معدنی

خاصیت	مرجع	دلایل
درخشندگی و روشنی	آلی	جالبترین و روشنترین رنگها را فقط با رنگدانه‌های آلی می‌توان به دست آورد.
رنگهای سفید و سیاه	معدنی	خالص‌ترین رنگدانه سفید ، دی‌اکسید تیتانیوم ، براقترین و سیاهترین آنها کربن می‌باشد. جزء رنگهای معدنی طبقه‌بندی می‌شود. رنگدانه‌های سیاه و سفید آلی وجود ندارد.
غیر نفوذ کننده	معدنی	ترکیبات معدنی حلالیت ناچیزی در حلالهای آلی دارند.
مقاومت نوری	معدنی	پیوندهای ظرفیتی در ترکیبات معدنی در مقابلuv پایدارتر از پیوندهای ظرفیتی ترکیبات آلی هستند.
پایداری حرارتی	معدنی	ترکیبات آلی اندکی در دمای یا بالاتر پایدارهستند اغلب در دماهای پایین تجزیه شده یا ذوب می‌شوند.
عمل ضد خورندگی	معدنی	تمام رنگدانه‌های ضد خورنده معدنی هستند.

رنگدانه‌های طبیعی و مصنوعی

رنگدانه‌های معدنی طبیعی از پوسته زمین استخراج می‌شوند، خرد شده ، شسته شده ، از لحاظ اندازه درجه‌بندی
می‌شوند. غالباً برای این رنگدانه‌های طبیعی ، معادل مصنوعی هم وجود دارد، یعنی رنگدانه از اجزاء دیگری در اثر یک
فرآیند شیمیایی ساخته می‌شود. ظاهراً از نظر شیمیایی با نمونه طبیعی یکسان است، ولی اغلب خواص متفاوتی دارد و
معمولاً به خاطر شکل بلوری مطلوبتر ، خلوص بیشتر و دانه‌بندی مطلوبتر ، مرغوبتر از نوع طبیعی می باشد.
رنگدانه‌های معدنی طبیعی که هنوز اهمیت دارند، از خانواده اکسید آهن می‌باشند که عبارتند از: گل اخرا ، گل ماشی
(خاک سرخ) ، اخرای زرد ، اکسیدهای آهن قرمز زرد و سیاه.
رنگدانه‌های آلی
امروزه رنگدانه‌های آلی به مراتب بیشتر از رنگدانه‌های معدنی می‌باشند. بعضی از جدیدترین رنگدانه‌ها ساختمان آلی
فلزی دارند. بیشتر رنگدانه‌های آلی ، مواد شیمیایی آلی هستند که روی یک هسته معدنی هیدروکسید آلومینیوم رسوب
داده شده‌اند. از مهمترین رنگدانه‌های آلی می‌توان به گروه فتالوسیانین‌ها اشاره کرد که طیف رنگهای آبی و سبز را در
بر می‌گیرند و فتالوسیانین مس ، رنگدانه آبی می‌باشد که به علت خواص مقاومتی خوب در برابر عوامل مختلف ، یک
رنگدانه با ارزش به شمار می‌رود.
فتالوسیانین‌ها را از فتالیک و اوره سنتز می‌کنند. رنگدانه‌های آلی ، به صورتی که امروزه در صنعت استفاده می‌شوند،
در طبیعت یافت نمی‌شوند و تقریباً همه آنها سنتزی می‌باشند.
مقایسه رنگدانه های معدنی با رنگدانه های آلی
رنگدانه‌های معدنی در برابر گرما، نور، عوامل جوي، حلالها و مواد شیمیایی مقاوم‌اند و از این نظر نسبت به رنگدانه‌های
آلی مزیت زیادی دارند،  اما  رنگدانه‌های آلی معمولا شدت و براقیت ته رنگ بیشتری نسبت به نوع معدنی ايجاد می‌کنند.
مقاومت بهتر، براقیت و شفافیت زیاد موجب گسترش استفاده از  رنگدانه‌های آلی شده است.
ویژگیهای رنگدانه ها
برای انتخاب درست رنگدانه و رسیدن به رنگ مطلوب باید خواص و ویژگیهای آن را مد نظر داشت.

برخی از این
خواص عبارت است از :

قدرت رنگ کنندگی (tinting strength)، ثبات نوری (light fastness)، رنگ پس دهی (bleeding)، قدرت
پوشانندگی (hiding power)، ضریب شکست نوری، اندازه و شکل ذرات ، چگالی، واکنش پذیری شیمیایی، پایداری
گرمایی
قدرت رنگ کنندگی
اغلب رنگها دارای رنگدانه سفیداند که به کمک رنگدانه های رنگی می توان به ته رنگ یا سایه ملایم مورد نظر دست
یافت. اگر برای دستیابی به نام فام مورد نظر مقدار زیادی رنگدانه بکار رود، اصطلاحاً گفته می شود که قدرت رنگ
کنندگی آن رنگ کم است که بر عکس آن نیز صادق است. قدرت رنگ کنندگی رنگدانه های مختلف با یکدیگر متفاوت و
عموماً با کاهش اندازه ذرات افزایش می یابد.قدرت رنگ کنندگی رنگدانه مستقل از قدرت پوشش دهی آن است. از این
رو، مقایسه سایه رنگها در ضخامتی از لایه انجام می شود که سطح کاملاً پوشیده باشد. رنگدانه های شفاف از قدرت
رنگ کنندگی زیادی برخوردارند.
ثبات نوری
داشتن رنگ خوب در ابتدای کاربرد آن کافی نیست، فام رنگ باید در طول مدت کاربری لایه رنگ دوام داشته باشد.
بسیاری از رنگدانه ها در معرض نور، کم رنگ یا تیره رنگ می شود و فام رنگ آنها به طور محسوسی تغییر می
کند.این امر، به دلیل تابش های فرابنفش است که در نور خورشید وجود دارد و از انرژی لازم برای شکستن پیوندهای
شیمیایی رنگدانه ها و در نتیجه تغییر مولکولهای آنها برخوردار است. تغییر در ساختار شیمیایی، یعنی تغییر در
توانایی جذب نور در ناحیه طیف مرئی است، که همراه با از دست دادن رنگ یا فام رنگ است. به عبارتی، اگر رنگدانه
بتواند تابش های فرابنفش را بدون شکستن پیوند جذب کند، از محمل محافظت خواهد کرد و این انرژی بدون آسیب
رساندن به آن به شکل گرما آزاد می شود. در این حالت، رنگدانه دارای پایداری رنگی زیادی خواهد بود. ثبات نوری یک
رنگدانه به عواملی از جمله ساختار شیمیایی، درجه خلوص و شرایط فیزیکی آن بستگی دارد.
رنگ پس دهی
رنگ پس دهی اصطلاحی است که برای توصیف تغییر رنگ یا بدرنگی بکار می رود. هنگامی رنگ سفید اعمال شده روی
زمینه قرمز به صورتی باز گردد که حلال رنگ سفید بعضی از رنگدانه های قرمز پوشش زیرین را حل کند و آن را به
لایه سفید بالایی انتقال دهد و اغلب گروه قرمزهای آلی مستعد این کار هستند. این عمل را رنگ پس دهی(bleeding)
گویند.
قدرت پوشانندگی
در حالت کلی رنگ جدید اعمال شده باید قابلیت محو کردن رنگ قبلی را داشته باشد. اما، در هر حال ضخامت کل رنگ
اعمال شده نباید بیش از مقداری باشد که برای حفاظت از سطح و ایجاد ظاهری صاف و همواره مورد نیاز است. چنین
ضخامت هایی کم بوده و معمولاً بین 25 تا 100 میکرون است. برای محو کردن رنگ قبلی، رنگدانه های مورد استفاده
باید از عبور نور از لایه رویی به لایه قبلی و بازتاب آن به چشم بیننده جلوگیری کنند. رنگدانه های این عمل را با
جذب و تفرق نور انجام می هند. قدرت پوشانندگی یک رنگدانه عبارت است از : مساحت پوشش یافته بر حسب متر مربع
بر کیلوگرم رنگدانه پراکنده شده در رنگ است که پس از اعمال، رنگ قبلی را محو کند.
قدرت پوشانندگی یک رنگدانه به طول موج، مقدار کل نوری که رنگدانه جذب می کند، ضریب شکست و اندازه و شکل
ذرات آن بستگی دارد.
ضریب شکست
پرتوهای نور پس از بازتابش از روی لایه رنگ به چشم باز می گردند. شکست، پراش و بازتاب پرتوهای نور به وسیله
ذرات شفافی انجام می گیرد که ضریب شکستی متفاوت با لایه رنگی که در آن قرا ر دارند، داشته باشد. رنگدانه های
سفید به شکل کلوخه های بزرگ شفاف هستند. اما، رنگدانه های سفید پودری ضریب شکست زیادی دارند (7/2-2)
این ضریب شکست بزرگتر از ضریب شکست سایر اجزای تشکیل دهنده های لایه است(76-74) رنگدانه های تیتانیم
دیوکسید(Tio2) قدرت پوشانندگی مناسبی دارند. زیرا ضریب شکست این رنگدانه ها بیشتر از ضریب شکست تشکیل
دهنده های لایه رنگ است و اندازه ذرات بهینه ای دارند. رنگدانه یارها به شکل توده شفاف پودری سفید هستند.اما این
رنگدانه ها به رنگ خاصیت رنگی نمی دهند. زیرا، ضریب شکست آنها متفاوت با ضریب شکست تشکیل دهنده های لایه است.
اندازه و شکل ذرات
قطر ایده آل برای پراکندگی نور در فصل مشترک تقریباً برابر با طول موج نور تابیده به ذره است. قطر بهینه ذره
تقریباً برابر طول موج نور در هواست که حدوداً 2/0 تا 4/0 میکرومتر است. ذرات ریزتر از این اندازه قدرت
پراکندگی نور را از دست می دهند.در بالاتر از مقدار یاد شده در وزن معینی از رنگدانه تعداد فصول مشترک کاهش می
یابد و قدرت پوشانندگی رنگدانه شفاف کم می شود. قطر ذرات رنگدانه ها از 1/0 میکرومتر (برای دوده) تا حدود 50
میکرومتر (برای برخی رنگدانه یارها) تغییر می کند. هیچ رنگدانه ای وجود ندارد که اندازه ذرات کاملاً یکسانی
داشته باشد. به جای یک اندازه مشخص مخلوطی از ذرات با قطر متوسط را در نظر می گیریم.
مهمترین بخش یک ذره رنگدانه سطح آن است. مساحت سطح با مقدار جذب روغن مشخص می شود.میزان جذب روغن
یک رنگدانه عبارت از حداقل وزن روغن بزرگ خام بر حسب گرم که برای تبدیل 100 گرم رنگدانه به خمیر لازم
است. روغن به آهستگی به رنگدانه اضافه می شود. افزایش بیشتر روغن موجب پر شدن فضای میان ذرات شده و مخلوط
به یک خمیر تبدیل می شود. زیرا، ذرات می توانند آزادانه روی یکدیگر بلغزند و این در نتیجه عمل روان سازی روغن
است. رنگدانه ها از نظر مقدار جذب روغن برای تبدیل به خمیر قابل استفاده با یکدیگر متفاوتند. گروههای شیمیایی که
در سطح رنگدانه هستند با گروههای شیمیایی روغن در تماس قرار می گیرند. گروههای موجود در سطح تعیین کننده
آن است که آیا جاذبه ای میان رنگدانه با مولکولهای روغن وجود دارد( به عبارتی آیا رنگدانه به راحتی تر می شود) و
آیا بین رنگدانه و بخشی از روغن جاذبه ویژه ای به وجود آمده است. مورد اخیر ممکن است مطلوب نباشد زیرا
مولکولهایی که به سطح می چسبند آزادانه حرکت می کننند و قادر به اعمال اثر خود در روغن نیستند. اگر این
مولکولها مربوط به افزودنی رنگ باشند باید از آن افزودنی مقادیر کمی استفاده شود.
رنگدانه ای با مساحت سطح بسیار زیاد می تواند افزودنی را به طور کامل جذب کند و به طور غیر موثری آن را پس
دهد. اگر گروههای موجود در سطح رنگدانه یکدیگر را به شدت بربایند، ذرات رنگدانه به خوشه ای شدن، مقاومت در
برابر تر شدن و پراکنش تمایل نشان می دهند و ساختار بسیار سستی از آنها در رنگ ایجاد می شود که بر خواص
کاربردی رنگ اثر می گذارد.این پدیده لخته شدن نامیده می شود. اگر ماهیت شیمیایی رنگدانه شناخته شده نباشد، قاعده
کلی این است که هر چه مساحت سطح بزرگتر باشد، سطح رنگدانه فعال تر است. ذرات رنگدانه ممکن است کروی،
معکبی، گره ای (شکل بی قاعده تصادفی)، سوزنی یا میله مانند یا لایه ای (صفحه ای) باشند. از آنجا که شکل ذره روی
فشردگی رنگدانه اثر می گذارد، بنابراین، روی قدرت پوشش دهی رنگدانه اثر می گذارد. ذرات میله ای شکل شبیه تیر
آهن در بتن موجب تقویت لایه ها می شود.از آنجا که سطوح زبر چسبندگی پوشش بعدی را آسان می کند، استفاده از این
نوع رنگدانه در لایه زیری مفید است. ذرات صفحه ای تمایل دارند شبیه کاشی های سقف با یکدیگر همپوشانی کنند. این
عمل نفوذ آب به داخل لایه را بسیار مشکل می کند، آلومینیم و میکا چنین شکلی دارند.
چگالی
چگالی هر ماده عبارت از وزن آن بر حسب گرم تقسیم بر حجم خالص ماده بر حسب میلی لیتر است( به استثنای حجم
اشغال شده در بین ذرات رنگدانه به وسیله هوا) . این مقدار برای تیتانیم دیوکسید سفید برابر 1/4 و برای اکسید سرب
سفید6/6 است. یک رنگدانه گران قیمت در صورت کم بودن چگالی آن ممکن است از نظر اقتصادی مقرون به صرفه
باشد. رنگدانه یارها ارزان هستند و غالباً چگالی کمی دارند. این امر بکارگیری آنها را به مقدار زیاد توجیه می کند. هر
چند قدرت پوشانندگی رنگدانه رنگی به اندازه کافی قوی باشد.
واکنش پذیری شیمیایی
واکنش پذیری شیمیایی موجب می شود برخی رنگدانه ها برای اهداف مورد نظر مناسب نباشد. مثلاً اکسید روی آمفوتر
است و نباید با رزینهای دارای مقدار زیادی گروههای اسیدی به عنوان یک رنگدانه سفید استفاده شود. از آنجا که روی
دو ظرفیتی است تمایل به ایجاد پیوند عرضی با رزین دارد که منجر به افزایش گرانروی به هنگام انبار کردن می شود.
در این حالت گفته می شود رنگ لخته ای شده و غیر قابل استفاده شده است. به عبارت دیگر، بعضی رنگدانه ها ویژه به
شما می آیند، زیرا واکنش پذیرند. بهترین مثال از این نوع رنگدانه های ضد خوردگی هستند.
پایداری گرمایی
دمایی که در آن یک رنگدانه تجزیه می شود یا تغییر ماهیت می یابد، بسیار مهم است، به ویژه در مواردی که رنگدانه
برای رنگهای کوره ای یا رنگ مقاوم در برابر گرما بکار می رود. این اطلاعات از مراجع عمومی رنگ و رنگدانه،
مراجع فنی که توسط سازندگان رنگ به کار برده می شود یا به روش تجربی بدست می آیند.
 تولید صنعتی رنگدانه سفید
رنگدانه‌ها ، مواد غیرمحلول معدنی و آلی هستند که بطور وسیع در پوششهای سطحی بکار می‌روند. رنگدانه‌ها بسته به
رنگ و خواص ، کاربردهای فراوان دارند. رنگدانه‌های سفید ، یکی از پر استفاده‌ترین رنگداانه‌ها هستند.
رنگدانه های سفید به جز تیتان ، از قدیمی‌ترین رنگدانه های پوششی محسوب می‌شوند که امروزه مصرف تعدادی از آنها
تقریبا منسوخ شده است، زیرا نوع جدیدتر و بهتری جانشین آنها شده است که به دی‌اکسید تیتان معروف است. بجز
دی‌اکسید تیتان که مهمترین رنگدانه سفید است، رنگدانه‌های سفید سربی هم کم و بیش کاربرد دارند که از جمله آنها
می‌توان به کربنات ، سولفات ، اکسید روی ، اکسید روی سربدار ، اکسید آنتیموان لیتوپن را نام برد.
دی‌اکسید تیتانیوم
دی‌اکسید تیتانیوم ، از مهمترین رنگدانه‌های سفید بوده ، به دو شکل بلوری آناتاز و روتایل پایدار وجود دارد. تقریبا
تمامی TiO2  مصرفی در رنگسازی از نوع روتایل است. آناتاز را با حرارت دادن در 950-700 درجه سانتی‌گراد
می‌توان به روتایل تبدیل کرد. TiO2 به صورت وسیع در سطوح خارجی و همچنین در لعابها مصرف می‌شود.
روش تهیه صنعتی رنگدانه سفید تیتانیوم
برای تهیه رنگدانه  دو روش صنعتی مهم وجود دارد.
روش سولفات
فرآیند سولفات ، شامل واکنش بین اسید سولفوریک غلیظ و کانی ایلمنیت است. واکنش بسیار شدید است و بجز محصول
اصلی مقدار زیادی H2SO4، SOx  و بخار آب تولید می‌شود که وقتی وارد جو شوند، موجب آلودگی هوا خواهند شد.
بنابراین استفاده از تصفیه کننده در کارخانه‌ها ضروری است. از ضایعات دیگر این روش باز ، تولید اسید سولفوریک
مصرف شده بدون برگشت آن به چرخه تولید می‌باشد.
فرایند اصلاح شده سولفات
در فرایند اصلاح شده با استفاده از اسید سولفوریک رقیق سعی شده است که آلوده کننده‌ها به حداقل برسند. واکنش
نسبتا آهسته صورت می‌گیرد و مقدار بخار آب و اسید سولفوریک و اسیدهای گوگرد تولید شده کمتر است و اسید
مصرفی دوباره به چرخه تولید برمی‌گردد.
واکنشهای انجام گرفته در خط تولید
- واکنش TiO2 کافی (کانی ایلمنیت) با اسید سولفوریک و تولید این TiOSO4
- هیدرولیز TiOSO4 (که بستگی به کیفیت TiO2، غلظت آن و PH محیط دارد) و تولید TiO2، 8H2
- با حرارت دادن دی‌اکسید تیتانیوم آبدار در 1000-800 درجه سانتی‌گراد ، پیگمان سفید دی‌اکسید تیتانیوم تولید
می‌شود.
- فرایند کلرید ، شامل روتایل (روتایل طبیعی یا سنتزی) وگاز کلرو کک می‌باشد. محصول به دست آمده در این فرایند،
تتراکلرید تیتانیوم است. برای خالص سازی TiCl4 آن را تقطیر کرده و تتراکلرید تیتانیوم خالص را با اکسیژن هوا
در شعله‌ای با دمای 1500 درجه سانتی‌گراد اکسید می‌کنند (واکنش سوختن). دراین فرایند دانه‌های بسیار ریز دی ‌
اکسید تیتانیوم و گاز کلر ایجاد می‌شود. کلر تولید شده دوباره وارد چرخه تولید می‌شود.
کاربرد
تقریبا 50% این رنگدانه در صنعت رنگ سازی و لعاب سازی مورد استفاده قرار می‌گیرد. 23% آن در کاغذ سازی
مصرف دارد. کاربرد مهم دیگر آن در صنعت پلاستیک سازی است.
تولید صنعتی رنگدانه سیاه
دوده کربن تنها رنگدانه عمده سیاه می‌باشد. این رنگدانه در صنعت لاستیک سازی و همچنین به عنوان سفت کننده بعضی
از قطعات مکانیکی بکار می‌رود. اغلب مرکب‌‌های چاپ بر پایه این رنگدانه تهیه می‌شوند. کربن سیاه بکار رفته در
مرکب‌های چاپ باید به صورت دانه‌های ریز باشد. رنگدانه‌های سیاه بکار رفته در پلاستیکها و رنگها و لباسها از جنس
کربن سیاه می‌باشند.
روشهای سنتز صنعتی رنگدانه سیاه
با توجه به کاربرد وسیع رنگدانه سیاه در صنعت ، امروزه روشهای مختلفی برای تولید آن ابداع شده است و قطر ذرات
بدست آمده با توجه به نوع کاربرد متفاوت می‌باشد. سه روش اصلی برای تهیه این رنگدانه وجود دارد که عبارتند از:
فرایند کانالی
در این فرایند ، شعله گاز طبیعی وارد یک کانال آهنی به طول 20 الی 25 سانتیمتر می‌شود. دوده حاصل را از این کانال
خارج می‌کنند. قطر ذرات بدست آمده با این روش 10 تا 300 نانومتر می‌باشد.
فرایند دمایی ( Internal black proces )
در این روش گاز طبیعی در دمای 1100 تا 1650 درجه سانتی‌گراد ، به هیدروژن و کربن شکسته می‌شود. قطر ذرات
بدست آمده در این روش 140 تا 500 نانومتر است.
فرایند کوره‌ای روغن
در این فرایند از روغنهای آروماتیک استفاده می‌شود. در بعضی موارد هم مشتقات قیر را بکار می‌برند. این فرایند در
راکتور فولادی صورت می‌گیرد. باید توجه کرد که دوده بر روی فلزات خاصیت فعال‌کنندگی دارد، بنابراین برای
جلوگیری از خوردگی فلزات ، آن را مستقیما روی فلز مصرف نمی‌کنند.
رنـگ هــا
امروزه از رنگ های طبیعی به ندرت استفاده می شود؛ زیرا به کمک روش های سنتزی، رنگ های مطلوبی از نظر کمی
و کیفی تولید می شود. از آنجا که ساختمان اصلی این رنگ ها را حلقه آروماتیکی تشکیل می دهد، بنابراین زغال سنگ و
نفت مهمترین منابع طبیعی و اولیه آنها محسوب می شوند.
بیش از یک قرن است که رنگ های آلی مصنوعی شناخته شده اند. در سال 1856 وقتی شیمیدان18 ساله انگلیسی به نام
ویلیام هنری پرکین سعی می کرد از آنلین، کینون سنتز کند؛ به جای محصول سفید رنگی که انتظار داشت یک ماده بد
شکل سیاه رنگ به دست آورد که برایش جالب توجه و قابل مطالعه بود. از استخراج این ماده، رنگ ارغوانی زیبایی به
نام ماولن به دست آمد که بر حسب تصادف کهنه نخی که در کنار میز آزمایش او قرار داشت توسط آن رنگی شد. این ماده
اولین ماده رنگی بود که از واکنش شیمیایی حاصل شده و جزو رنگ های گیاهی و طبیعی نبود. بدین ترتیب تحول
بزرگی در تهیه رنگ های آلی آغاز شد. واکنش تهیه رنگ مزبور به صورت زیر است:
                                                                                          دی کرمات پتاسیم
ماولن                 اسید سولفوریک    +   آنیلین
این رنگ به دلیل وجود گروه آزید جزو رنگ های آزو می باشد. ولی درآن زمان به دلیل تهیه اش از آنیلین "رنگ
آنیلین" نامیده شد.
مــوارد استفـاده و کـاربـردهــا
* این مواد در صنایع مرکب سازی ، پلاستیک ، سرامیک ، لاستیک و کاغذ سازی کاربرد دارند.
* لاک ها، رنگ های روغنی، ورنی، رنگ های سلولزی، رنگ های پلاستیکی، مرکب های چاپ، رنگرزی کاغذ، رنگ
زدن سطوح آلات و ادوات، بناها، ساختمان های فلزی، وسایل نقلیه، پل های آهنی،کشتی ها، راه آهن و ماشین های
کارخانجات.
* رنگدانه ها ذرات جامدی هستند که افزودن آنها به رنگ نه تنها موجب پوشش دار شدن و رنگی شدن آن می شود، بلکه
ویژگیهای معینی نیز به رنگ می دهند. از این ویژگیها می توان به محافظت سطح مانند مقاومت در برابر هوازدگی و
خوردگی و خواص محوری مانند تقویت لایه، ایجاد سختی مناسب، باز دارندگی اشتعال و سایر خواص اشاره کرد.
* معمولاً رنگدانه ها به منظور دستیابی به ویژگیهای زیر به پوششها اضافه می شوند:
ایجاد رنگ، پوشاندن رنگ قبلی، بهبود استحکام و چسبندگی لایه رنگ، بهبود دوام و خواص در مقابل هوازدگی، افزایش
حفاظت در برابر خوردگی، کاهش براقیت، اصلاح خواص پخش شوندگی و کاربرد رنگ.
* لوتئین و گزانتین رنگدانه های زرد رنگ از دسته گزانتوفیل ها هستند که به گروه کاروتنوئیدها تعلق دارند. این
رنگدانه ها در مواد خوراکی از قبیل کلم پیچ، کلم بروکلی، اسفناج، انواع میوه ها، سبزی ها و گل همیشه بهار یافت می
شوند.  یکی از منابع ذخیره کننده این رنگدانه ها، زرده تخم مرغ می باشد.
* برای تهیه رنگ برای نقاشی، رنگ‌دانه‌ها را با مواد حلال مناسب مانند روغن، موم، صمغ، عسل، خاک رس و … مخلوط
می‌کنند.
* کاربرد رنگدانه های معدنی: رنگدانههای معدنی طبیعی و سنتزی به صورت پودرهای بسیار ریز که بخش عظیمی از
پوششهای تزئینی و محافظتی را به خود اختصاص داده اند، تولید و به بازار عرضه شدهاند.
این دسته رنگدانهها جهت رنگ آمیزی پلاستیکها، فیبرها، کاغذ، لاستیک، شیشه، بدنههای سرامیکی و لعاب‌های پرسلانی
مصرف می‌شوند. به علاوه رنگدانههای معدنی ویژه نظیر رنگدانه های لومينسنس (نورتاب)، ضد خوردگي و مغناطیسی
جايگاه مناسبي در صنعت پيدا كرده است. رنگدانه‌هاي نورتاب كاربرد گستردهاي در صنايع لامپ سازي و توليد نمايشگر
دارد. رنگدانههاي مغناطيسي جهت بکارگیري در تهیه و ساخت پوشش‌های مغناطیسی، ضبط مغناطیسی، جوهرهای
مغناطیسی و سیستم‌های حساس مغناطیسی جهت سنسور و کدینگ استفاده می‌شود. خواص رنگدانه‌های معدنی به شدت
تحت تاثیر خصوصیات پودر نظیر اندازه ذره، مورفولوژی، خلوص و ترکیب شیمیایی است. روشهای مختلف تهیه
رنگدانه‌های معدنی در حال بهبود است . با استفاده از روشهای شیمیایی میتوان ترکیب شیمیایی و مورفولوژی پودر تهیه
شده را به طور موثر کنترل نمود.
براي تهيه رنگ هاي نقاشي ، به دليل قدرت پوشانندگي و ثبات خوب رنگدانه هاي معدني در برابر نور و عوامل جوي
بيشتر ازاين نوع رنگدانه ها استفاده مي شود اما درمواردي که استحکام ، خلوص و جلوه رنگدانه هاي معدني کافي نباشد،
از رنگدانه هاي آلي استفاده مي شود.
* علاوه بر سه زمينه مصرف اصلي رنگدانه های آلی ، يعني چاپ ، نقاشي و پلاستيک ها (رشته سازي رنگين را در
گروه رنگ آميزي پلاستيک ها قرار مي دهيم) ، رنگدانه هاي آلي براي هدف هاي متعدد ديگر نيز به کار مي روند :
مانند رنگرزي در ضمن ريسندگي الياف سنتزي و بازسازي شده ، چاپ نقش ها و تصوير ها بر روي پارچه  با استفاده از
رنگدانه ها ،رنگ آميزي کاغذ و پوشش هاي کاغذي ، رنگ آميزي چرم ، صابون ، مواد آرايشي، تهيه مداد هاي رنگي و
مرکب هاي هندي ، رنگ هاي مورد نياز هنرمندان ، رنگ هاي مورد نياز براي تهيه انواع پوستر ، انواع واکس کفش و
رنگ مورد نياز براي رنگ اميزي چوب و ديوار ، و غيره. همچنین براي توليد مرکب ، بيشتر رنگدانه هايي با مقاومت و
استحکام زياد و قدرت پوشانندگي کم مورد نياز است . از اين نظر ، رنگدانه هاي آلي بهتر از معدني هستند.
* رنگدانه ها نقش مهمی در ساخت رنگ ایفا می کنند، آنها افزون بر رنگی کردن و زیبایی بخشیدن به آن بسیاری از
ویژگیهای مورد لزوم رنگ را تامین می کنند. آگاه شدن از خواص رنگدانه ها و ویژگیهای آنها به انتخاب درست
رنگدانه ها برای یک سامانه رنگ کمک می کند. امروز رنگدانه های آلی و بکارگیری آنها بسیار گسترش یافته است و
در این میان رنگدانه هایی با ساختار آلی – فلزی نیز کاربردهای متنوعی یافته اند.
* کاربردهای اکسید کروم (رنگدانه کروم): یکی از انواع افزودنی های معدنی و رنگدانه های بتن اکسید کروم (رنگ
سبز)و اکسید آهن(رنگهای قرمز، قهوه ای، سیاه وزرد) می باشد که برای بهبود کاراییو چسبندگی و هم چنین به
عنوان سنگدانه های بتن به آن اضافه می کنند که در مقابل نور وقلیایی ها مقاوم اند و در واکنش آبگیری سیمان شرکت
نمی کنند .
یکی از کاربردهای دیگر اکسید کروم در ساخت آجر منیزیتی به عنوان کمک زینتر است (توضیح آنکه آجر منیزیتی
به دو روش تهیه می شود یکی به روش زینتری و دیگری روش ذوبی می باشد)
یکی دیگر از کاربردهای اکسید کروم در صنعت دباغی پوست است که برای جلوگیری از هجوم و نفوذ میکرو
ارگانیسم ها و عوامل بیرونی در پوست از آن استفاده می شود . پوست دباغی شده با نمک کروم حدود سه برابر دوام
بیشتری نسبت به پوست دباغی شده با مواد گیاهی است .

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: