A краситель - это окрашенное вещество, которое химически связывается с подложкой, на которую оно наносится. Это отличает красители от пигментов, которые химически не связываются с материалом, который они окрашивают. Краситель обычно наносится в виде водного раствора, и может потребоваться протрава для улучшения стойкости красителя на волокне.
И красители, и пигменты окрашены, потому что они поглощают только некоторые длины волн видимого света. Красители обычно растворимы в воде, тогда как пигменты нерастворимы. Некоторые красители могут быть нерастворимы с добавлением соли для получения озерного пигмента.
Большинство природных красителей получают из растительных источников: корни, ягоды, кора, листья, древесина, грибы и лишайники. Большинство красителей являются синтетическими, т. Е. Производятся человеком из нефтехимии. Помимо пигментации, они имеют ряд применений, включая лазеры на органических красителях, оптические носители (CD-R ) и датчики камеры (массив цветных фильтров ).
Крашение текстиля восходит к эпохе неолита. На протяжении всей истории люди красили свои ткани, используя обычные местные материалы. Редкие красители, которые давали яркие и стойкие цвета, такие как природные красители для беспозвоночных тирский пурпурный и малиновый кермес, были высоко ценимыми предметами роскоши в древнем и средневековом мире. Красители на растительной основе, такие как вайда, индиго, шафран и марена, были важными торговыми товарами в экономиках Азии и Европы. По всей Азии и Африке ткани с рисунком производились с использованием методов резистивного окрашивания для контроля поглощения цвета кусочно окрашенной тканью. Красители из Нового Света, такие как кошениль и бревна, были доставлены в Европу испанским флотом сокровищ, а красители Европы были привезенные колонистами в Америку.
Окрашенные льняные волокна были обнаружены в Республике Джорджия в доисторической пещере, датируемой 36000 BP.археологическими свидетельствами показывает, что, в частности, в Индии и Финикии, окрашивание широко применялось на протяжении более 5000 лет. Ранние красители получали из животных, растительных или минеральных источников без обработки или с очень незначительной обработкой. Безусловно, самый большой источник красителей был из царства растений, особенно из корней, ягод, коры, листьев и древесины, лишь немногие из которых используются в промышленных масштабах.
Первый синтетический краситель, лиловый, был открыт по счастливой случайности Уильямом Генри Перкином в 1856 году. Открытие мовеина привело к всплеску синтетических красители и в органической химии в целом. Затем последовали другие анилиновые красители, такие как фуксин, сафранин и индулин. С тех пор были изготовлены многие тысячи синтетических красителей. Открытие лилового также привело к развитию иммунологии и химиотерапии. В 1891 Пауль Эрлих обнаружил, что определенные клетки или организмы избирательно поглощают определенные красители. Затем он рассудил, что можно ввести достаточно большую дозу, чтобы убить патогенные микроорганизмы, если краситель не повлияет на другие клетки. Эрлих продолжал использовать соединение для нацеливания на сифилис, впервые химическое вещество было использовано для избирательного уничтожения бактерий в организме, он также использовал метиленовый синий для нацеливания на плазмодий, ответственный за для малярии.
Историческая коллекция из более чем 10 000 красителей в Техническом университете Дрездена, ГерманияЦвет красителя зависит от способности вещества поглощать свет внутри видимая область электромагнитного спектра (400-700 нм). Более ранняя теория, известная как теория Витта, утверждала, что окрашенный краситель имеет два компонента: хромофор, который придает цвет, поглощая свет в видимой области (некоторые примеры - нитро, азо, хиноидные группы) и ауксохром, который усиливает окраску. Эта теория была заменена современной теорией электронной структуры, которая утверждает, что цвет в красителях возникает из-за возбуждения валентных π-электронов видимым светом.
Красители классифицируются по их растворимости и химическим свойствам.
Кислотные красители - это водорастворимые -растворимые анионные красители, которые наносятся на волокна, такие как шелк, шерсть, нейлон и модифицированные акриловые волокна с использованием красильных ванн от нейтральных до кислотных. Прикрепление к волокну объясняется, по крайней мере частично, образованием солей между анионными группами в красителях и катионными группами в волокне. Кислотные красители не влияют на целлюлозные волокна. К этой категории относится большинство синтетических пищевых красителей. Примерами кислотных красителей являются ализарин чистый синий B, кислотный красный 88 и т.д.
Основные красители представляют собой водорастворимые катионные красители, которые в основном применяются для акриловые волокна, но находят применение шерсть и шелк. Обычно в красильную ванну добавляют уксусную кислоту, чтобы способствовать поглощению красителя волокном. Основные красители также используются при окрашивании бумаги.
Прямое или основное окрашивание обычно проводят в нейтральной или слегка щелочной красильная ванна при температуре кипения или около нее с добавлением хлорида натрия (NaCl) или сульфата натрия (Na 2SO4) или карбонат натрия (Na 2CO3). Прямые красители используются для хлопка, бумаги, кожи, шерсти, шелка и нейлона. Они также используются в качестве индикаторов pH и биологических красителей.
Протравных красок требуется протравы, которые повышают стойкость красителя к воде., легкий и пот. Выбор протравы очень важен, так как разные протравы могут значительно изменить окончательный цвет. Большинство природных красителей являются протравными красителями, поэтому существует обширная база литературы, описывающая методы окрашивания. Наиболее важными протравными красителями являются синтетические протравные красители или хромовые красители, используемые для шерсти; они составляют около 30% красок, используемых для шерсти, и особенно полезны для черных и темно-синих оттенков. Протраву дихромат калия наносят в качестве дополнительной обработки. Важно отметить, что многие протравы, особенно относящиеся к категории тяжелых металлов, могут быть опасными для здоровья, и при их использовании необходимо соблюдать особую осторожность.
Кубовые красители практически нерастворимы в воде и не могут непосредственно окрашивать волокна. Однако при восстановлении щелочной жидкости образуется водорастворимая щелочная металлическая соль красителя. Эта форма часто является бесцветной, и в этом случае ее называют лейкокрасителем, и она имеет сродство с текстильным волокном. Последующее окисление восстанавливает исходный нерастворимый краситель. Цвет денима обусловлен индиго, оригинальным красителем для ванны.
Реактивные красители используют хромофор, присоединенный к заместителю, который способен непосредственно взаимодействовать с волокнистым субстратом. Ковалентные связи , которые прикрепляют реактивный краситель к натуральным волокнам, делают их одними из самых прочных красителей. «Холодные» реактивные красители, такие как Procion MX и, очень просты в использовании, поскольку краситель можно наносить при комнатной температуре. Реактивные красители - безусловно, лучший выбор для окрашивания хлопка и других целлюлозных волокон дома или в художественной студии.
Дисперсные красители были первоначально разработаны для окрашивания ацетата целлюлозы и не растворимы в воде. Красители тонко измельчаются в присутствии диспергирующего агента и продаются в виде пасты или высушиваются распылением и продаются в виде порошка. В основном они используются для окрашивания полиэфира, но их также можно использовать для окрашивания нейлона, триацетата целлюлозы и акриловых волокон. В некоторых случаях требуется температура крашения , равная 130 ° C (266 ° F), и используется красильная ванна под давлением. Очень мелкий размер частиц дает большую площадь поверхности, которая способствует растворению и поглощению волокном. На скорость окрашивания может существенно влиять выбор диспергирующего агента, используемого во время измельчения.
Азоокрашивание - это метод, при котором нерастворимый азокраситель получают непосредственно на волокне или внутри него. Это достигается обработкой волокна как диазойным, так и связующим компонентами. При соответствующем регулировании условий красильной ванны два компонента реагируют с образованием необходимого нерастворимого азокрасителя. Эта техника окрашивания уникальна тем, что окончательный цвет определяется выбором диазойных и связующих компонентов. Этот метод окрашивания хлопка становится все менее актуальным из-за токсичности используемых химикатов.
Серные красители - недорогие красители, используемые для окрашивания хлопка в темные цвета. Окрашивание осуществляется путем нагревания ткани в растворе органического соединения, обычно производного нитрофенола, и сульфида или полисульфида. Органическое соединение вступает в реакцию с источником сульфида, образуя темные цвета, которые прилипают к ткани. Sulphur Black 1, самый продаваемый краситель по объему, не имеет четко определенной химической структуры.
Некоторые красители, обычно используемые при окрашивании:
Основные красители | Кислотные красители |
---|---|
Сафранин | Эозин |
Основной фуксин | Кислотный фуксин |
Кристаллический фиолетовый | Красный Конго |
Метиленовый синий |
.
Еще одним классом, который описывает роль красителей, а не способ их использования, является пищевой краситель. Поскольку пищевые красители классифицируются как пищевые добавки, они производятся в соответствии с более высокими стандартами, чем некоторые промышленные красители. Пищевые красители могут быть прямыми, протравными и кубовыми, и их использование строго контролируется законодательством. Многие из них являются азо красителями, хотя соединения антрахинона и трифенилметана используются для таких цветов, как зеленый и синий. Также используются некоторые природные красители.
Также был установлен ряд других классов, в том числе:
По природе их хромофора красители делятся на:
Красители, производимые в текстильной, полиграфической и бумажной промышленности, являются источником загрязнения рек и водных путей. Ежегодно производится около 700 000 тонн красителей (данные за 1990 год). Утилизации этого материала было много внимания с использованием химических и биологических средств.
Найдите leuco form в Wiktionary, бесплатном словаре. |