Что это за вещество такое пигмент, его описание и свойства в составе красителей

Пигменты — это вещества, придающие цвет материалам и продуктам, включая краски, косметику, ткани и строительные материалы. Их свойства, такие как устойчивость к свету, химическая инертность и способность к смешиванию, делают пигменты важными для производства красителей и цветных материалов. В этой статье мы рассмотрим пигменты, их характеристики и роль в создании цветовых решений, что поможет понять их значение в повседневной жизни и промышленности.

Понятие и свойства пигментов

С латинского языка термин «пигмент» переводится как «краска». Это вещество, входящее в состав красителей, имеет очень мелкий помол. В отличие от обычных красок, пигменты не растворяются в воде и не смешиваются с составами, образующими пленку на поверхности некоторых материалов.

Для пигментов присущи определенные особенности и свойства. К ним относятся:

• Физические характеристики. Все вещества этой группы состоят из множества мелких кристаллов, обладающих высокой плотностью и твердостью. Каждый пигмент имеет свой уникальный оттенок, а формы и размеры частиц могут варьироваться. В связи с этим пигменты делятся на мелко- и крупнодисперсные составы. Они также имеют низкие показатели растворимости.
• Химические характеристики. Пигменты отличаются высокой устойчивостью к воде и различным химическим веществам, практически не растворяясь в них.
• Технологические характеристики. Пигменты имеют различную интенсивность цвета. Не все из них способны реагировать с другими типами реагентов в системе, что влияет на оттенки пигментных красок.
• Физико-химические характеристики. Пигменты демонстрируют разные уровни смачиваемости и отличаются по степени адсорбции.

Пигмент — это красящее вещество, которое придает цвет различным материалам, включая краски, чернила и косметику. Эксперты отмечают, что пигменты могут быть как органическими, так и неорганическими. Органические пигменты, получаемые из природных источников или синтетическим путем, часто обладают яркими цветами и высокой прозрачностью. Неорганические пигменты, такие как оксиды и сульфиды, известны своей стойкостью к свету и химическим воздействиям.

Свойства пигментов зависят от их химической структуры и размера частиц. Мелкие частицы обеспечивают более насыщенные оттенки, в то время как крупные могут создавать эффекты текстуры. Кроме того, эксперты подчеркивают важность выбора пигментов в зависимости от назначения: для художественных красок требуются яркие и стойкие пигменты, тогда как в промышленности акцент делается на долговечность и устойчивость к внешним факторам. Таким образом, пигменты играют ключевую роль в создании качественных красителей, обеспечивая как эстетические, так и функциональные характеристики.

Состав масляных красок. Часть I. Пигмент

Классификация

Сегодня известно много разных видов пигментов, которые отличаются по своим характеристикам и особенностям.

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о пигментах и их роли в составе красителей:

1. Разнообразие источников: Пигменты могут быть как натурального, так и синтетического происхождения. Натуральные пигменты получают из растений, минералов и животных (например, индиго из растений, охра из глины, кармин из насекомых), в то время как синтетические пигменты создаются в лабораториях и могут иметь более яркие и устойчивые цвета.

2. Физические свойства: Пигменты отличаются от красителей тем, что они не растворяются в среде, в которой используются. Вместо этого они остаются в виде мелких частиц, что позволяет им создавать непрозрачные и яркие цвета. Это свойство делает пигменты идеальными для использования в красках, косметике и других материалах, где требуется высокая степень покрытия.

3. Влияние на здоровье и окружающую среду: Некоторые пигменты, особенно синтетические, могут содержать токсичные вещества, такие как свинец или кадмий, которые могут быть опасны для здоровья человека и окружающей среды. В последние годы наблюдается тенденция к использованию более безопасных и экологически чистых альтернатив, что способствует развитию «зеленых» технологий в производстве красителей.

Органическая химия №2: Красители и пигменты

Природные железоокисные

Эти пигменты обладают высокой устойчивостью к воздействию солнечного света и атмосферных условий. Кроме того, они не пропускают ультрафиолетовые лучи. Однако стоит отметить, что у них есть недостатки, такие как недостаточная насыщенность цвета и сравнительно низкая дисперсность.

К основным железоокисным пигментам можно отнести:

• Охры – это природный кристаллический гидрат железа с добавлением глины. Охры могут иметь различные оттенки желтого, которые зависят от содержания гидрата окиси железа.
• Сиены – отличаются от обычной охры более высоким содержанием железа и гидратной воды, при этом в их составе практически отсутствует глина, замененная кремнекислотой. Многие сорта также содержат небольшое количество окиси марганца.
• Умбра – это продукт выветривания железной руды, содержащей марганец, который вымывается водой и накапливается в трещинах слоев в виде плотной земляной массы. Умбра бывает как натуральной, так и жженой. По своему составу натуральная умбра близка к охре, но содержит марганец. Оттенки жженой умбры варьируются от ярко-коричневого до более темного.

Искусственные минеральные

В эту категорию входят пигменты, которые представляют собой окиси тяжелых металлов, соли разного происхождения и прочие вещества.

Сюда входят железоокисные вещества, окрас которых обусловлен наличием одного из оксидов железа.

В составе веществ могут присутствовать окись железа, гидрат окиси железа или закись-окись железа. Компоненты влияют на цвет:

• желтые пигменты связаны с гидратами окиси железа;
• черные – представляют собой закись-окись железа;
• красные – содержат окись железа;
• коричневые – состоят из гидратированной окиси железа.

Состав красок. Видеоурок.

Белые минеральные

В данную категорию пигментов входят следующие виды:

• Титановые белила – это относительно новый материал, получаемый из двуокиси титана. Их высокая степень преломления в сочетании с яркой белизной обеспечивает отличную непрозрачность. По этому критерию титановые белила превосходят другие белые пигменты.
• Цинковые белила – в своем чистом виде они имеют легкий синеватый оттенок и идеальную белизну. К их преимуществам можно отнести низкую токсичность, отличную светостойкость и универсальность в использовании для различных техник живописи. Кроме того, это вещество хорошо смешивается с любыми красками. Однако у цинковых белил есть и недостатки: они обладают низкой кроющей способностью, могут плохо сохнуть при нанесении на масляные основы и есть риск образования трещин.

Кадмиевые краски

Такие пигменты формируются на основе сульфата кадмия и сульфата цинка. Их оттенок отличается высокой чистотой и интенсивностью. Такие красители бывают желтыми и коричневыми. При этом стоит учитывать следующие особенности таких веществ:

• чернеют при смешивании с красителями на свинцовой основе;
• меняются в цвете в составах красок на основе окислов железа;
• в составах с синими пигментами позволяют добиться гаммы красивых зеленых оттенков;
• по мере высыхания не меняют исходный цвет;
• отличаются высокой укрывистостью;
• светлые тона лучше смешивать с ореховым маслом.

Красноватые виды кадмиевых красок представляют собой вещество на основе сульфида и селенида кадмия. Их оттенок зависит от количества последнего ингредиента. Чем выше его содержание, тем более насыщенным получается оттенок красителя.

К отличительным особенностям таких веществ относят следующее:

• не меняют оттенок после высыхания – такие краски сохраняют насыщенный и яркий оттенок;
• отличаются высокой кроющей способностью;
• тускнеют при добавлении пинена.

Вещества характеризуются высокой устойчивостью к свету. Они не меняются под влиянием сернистых газов и сероводорода.

Кобальтовые краски

Кобальтовые пигменты по своему химическому составу представляют собой комбинацию закиси кобальта с различными металлическими окислами. В результате выделяют несколько типов кобальта:

• Светлый с холодным оттенком – это твердый раствор шпинелидов.
• Темный – состав, основанный на окиси цинка, закиси кобальта и окиси алюминия.
• Синий – шпинелеподобный алюминат кобальта, содержащий примеси цинката и фосфата.
• Темный фиолетовый – представляет собой обезвоженную фосфорнокислую соль кобальта.
• Светлый фиолетовый – состоит из двойной аммонийно-кобальтовой соли ортофосфорной кислоты.

К основным характеристикам кобальтовых красок можно отнести следующее:

• они являются лессирующими веществами;
• быстро высыхают;
• обладают сиккативными свойствами – в сочетании с другими красками процесс высыхания ускоряется;
• имеют среднюю степень интенсивности.

Хромовые

Такие краски изготавливаются на базе пигмента окиси хрома. Она отличается мягким зеленым оттенком. К типичным свойствам окиси хрома относят следующее:

• имеет высокую укрывистость;
• сразу садится при распределении по грунту;
• нуждается в смешивании с лаком или отбеленным маслом для тонкого нанесения;
• допускает соединение со всеми красителями.

Для краски характерна высокая степень светопрочности. Под влиянием сероводорода и сернистых газов вещество не меняет исходного окраса.

Еще одной разновидностью таких красок считается изумрудная зеленая. Пигмент представляет собой гидрат окиси хрома. Краситель обладает насыщенным зеленым оттенком холодного тона. При смешивании с белилами удается получить сине-зеленый оттенок.

Изумрудная зеленая считается краской невысокой интенсивности. При этом она имеет глубокий и чистый цвет. К характерным особенностям вещества относятся:

• входит в категории лессирующих веществ;
• легко распределяется по холсту – для нанесения состава тонким слоем не требуется разведение;
• при потребности в разведении рекомендуется применять пинен или разбавитель № 2.

Органические

Органические пигменты получают из растительных материалов или насекомых. В отличие от минеральных аналогов, такие вещества легко растворяются в воде, спирте и масле. Однако органические пигменты обладают меньшей прочностью по сравнению с синтетическими. Они не образуют поверхностный слой краски, а проникают в структуру материала, что делает их идеальными для окрашивания тканей.

Одним из самых известных представителей этой группы является краплак, который изготавливается из корней марены или крапа. Еще одним популярным растительным пигментом является индиго, получаемый из вайды. Также для производства красок могут использоваться морские моллюски, из которых извлекается светло-коричневый пигмент. Кроме того, при прокаливании органических веществ можно получить черные красящие компоненты.

На сегодняшний день существует множество видов пигментов, которые различаются по цвету и характеристикам. При выборе конкретного пигмента важно внимательно изучить его свойства.

Применение пигментов в различных отраслях

Пигменты играют ключевую роль в различных отраслях, обеспечивая не только цвет, но и функциональные свойства материалов. Их применение охватывает широкий спектр сфер, включая искусство, промышленность, косметику, медицину и даже пищевую промышленность.

В живописи и искусстве пигменты используются для создания красок, которые обеспечивают разнообразие оттенков и текстур. Художники выбирают пигменты в зависимости от их светостойкости, прозрачности и способности к смешиванию. Например, некоторые пигменты, такие как ультрамарин и кадмий, известны своей яркостью и долговечностью, что делает их популярными среди профессионалов.

В производстве красителей пигменты применяются для окраски тканей, бумаги и пластика. Здесь важными характеристиками являются устойчивость к свету, химическая инертность и возможность получения различных оттенков. Например, пигменты на основе титана используются для создания белых красителей, обладающих высокой укрывистостью и долговечностью.

В косметической промышленности пигменты добавляются в состав макияжа, кремов и других средств личной гигиены. Они не только придают цвет, но и могут выполнять дополнительные функции, такие как защита от ультрафиолетового излучения. Важно, чтобы используемые пигменты были безопасными для кожи и не вызывали аллергических реакций. Например, оксиды железа и диоксид титана часто применяются в косметике благодаря своей безопасности и стабильности.

В медицине пигменты находят применение в диагностических и терапевтических целях. Например, некоторые пигменты используются в контрастных веществах для визуализации органов и тканей при медицинских исследованиях. Они помогают улучшить качество изображений, что позволяет врачам более точно диагностировать заболевания.

В пищевой промышленности пигменты используются для окраски продуктов, таких как кондитерские изделия, напитки и молочные продукты. Пищевые пигменты должны соответствовать строгим стандартам безопасности и качества, чтобы не нанести вред здоровью потребителей. Например, каротиноиды и беталаины являются натуральными пигментами, которые часто используются для придания ярких цветов фруктам и овощам.

Таким образом, пигменты являются важными компонентами в различных отраслях, обеспечивая не только эстетические, но и функциональные свойства. Их разнообразие и уникальные характеристики позволяют находить применение в самых разных сферах, от искусства до медицины, что подчеркивает их значимость в современном мире.

Вопрос-ответ

Каковы основные функции пигментов в красителях?

Пигменты в красителях выполняют несколько ключевых функций, включая обеспечение цвета, улучшение укрывистости и устойчивости к воздействию света и химических веществ. Они могут также влиять на текстуру и блеск конечного продукта, что делает их важными компонентами в производстве красок, косметики и других материалов.

Какие типы пигментов существуют и чем они отличаются?

Существует два основных типа пигментов: органические и неорганические. Органические пигменты обычно ярче и имеют более широкий спектр цветов, но могут быть менее устойчивыми к свету и химическим воздействиям. Неорганические пигменты, как правило, более стабильны и долговечны, но могут иметь ограниченный цветовой диапазон. Выбор типа пигмента зависит от требований к конечному продукту.

Как пигменты влияют на экологию и здоровье человека?

Некоторые пигменты могут содержать токсичные вещества, такие как свинец или кадмий, что делает их опасными для здоровья человека и окружающей среды. В последние годы наблюдается тенденция к использованию более безопасных и экологически чистых альтернатив, что способствует снижению негативного воздействия на здоровье и природу. Важно выбирать красители с учетом их безопасности и воздействия на окружающую среду.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите различные типы пигментов, используемых в красителях, чтобы понять их уникальные свойства и области применения. Например, органические пигменты часто обладают яркими цветами, но могут быть менее устойчивыми к свету, в то время как неорганические пигменты, как правило, более стойкие, но могут иметь менее насыщенные оттенки.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на безопасность пигментов, особенно если вы работаете с ними в домашних условиях. Изучите информацию о токсичности и возможных аллергических реакциях, чтобы минимизировать риски для здоровья.

СОВЕТ №3

При выборе красителей для своих проектов учитывайте не только цвет, но и их взаимодействие с другими материалами. Некоторые пигменты могут изменять свои свойства в зависимости от среды, в которой они используются, поэтому тестируйте их заранее.

СОВЕТ №4

Не забывайте о возможности смешивания пигментов для создания уникальных оттенков. Экспериментируйте с различными комбинациями, чтобы найти идеальный цвет для вашего проекта, но помните о том, что некоторые пигменты могут вести себя непредсказуемо при смешивании.