Coloranții sunt folosiți în multe industrii – pentru a colora haine, vopsele, materiale plastice, fotografii, printuri și ceramică. Coloranții sunt, de asemenea, utilizați acum în aplicații noi și sunt numiți funcționali (de înaltă tehnologie), deoarece nu sunt incluși în produs doar din motive estetice, ci în scopuri specifice, de exemplu în chirurgie.

Coloranții pot fi fie coloranți, fie pigmenți. Coloranții sunt compuși organici solubili colorați care sunt de obicei aplicați pe textile dintr-o soluție în apă. Ei sunt concepuți pentru a se lega puternic de moleculele polimerice care alcătuiesc fibra textilă.

Pigmenții sunt compuși insolubili utilizați în vopsele, cerneluri de imprimare, ceramică și materiale plastice. Ei sunt aplicați prin utilizarea unei dispersii într-un mediu adecvat. Majoritatea pigmenților utilizați sunt, de asemenea, compuși organici.

Manipularea culorii și aplicarea coloranților

Această secțiune analizează o parte din chimia care stă la baza culorii coloranților și modul în care materialul țintă, de exemplu o fibră, influențează metoda de vopsire și colorantul utilizat.

Un colorant în soluție este colorat datorită absorbției selective a anumitor lungimi de undă ale luminii de către legături specifice din moleculă. Lumina care este transmisă este văzută de observator și apare colorată deoarece unele dintre lungimile de undă din spectrul vizibil lipsesc acum.

Figura 1 Mauveine a fost primul colorant sintetic din toate timpurile. A fost produs accidental de William Perkin în 1856, care încerca să sintetizeze chinina. A devenit deosebit de popular atunci când regina Victoria a purtat o rochie de mătase vopsită cu mauveină la Expoziția Regală din 1862 de la Londra.
Cu permisiunea amabilă a Societății Vopsitorilor și Coloratorilor.

Absorbția energiei luminii vizibile de către compus promovează electronii din moleculă de la o stare de energie joasă, starea fundamentală, la o stare de energie mai mare, starea excitată. Se spune că molecula a suferit o tranziție electronică în timpul acestui proces de excitare. Anumite energii de excitare corespund unor anumite lungimi de undă ale luminii vizibile.

Un electron n (un electron într-o legătură dublă sau triplă) este cel care este promovat în starea excitată. Chiar mai puțină energie este necesară pentru această tranziție dacă în aceeași moleculă există legături simple și duble alternative (adică legături duble conjugate). Excitarea electronului este facilitată și mai mult de prezența inelelor aromatice, datorită celei mai mari delocalizări a electronilor n.

Prin modificarea structurii compusului, chimiștii coloranți pot modifica lungimea de undă a luminii vizibile absorbite și, prin urmare, culoarea compusului.

Moleculele majorității compușilor organici colorați conțin două părți:

(i) un singur inel aril (aromatic), cum ar fi benzenul sau un inel benzenic cu un substituent. Alternativ, poate exista un sistem de inele fuzionate, cum ar fi naftalina (două inele fuzionate împreună) sau antracenul (trei inele fuzionate împreună).

Unde se unesc inelele, ele împart doi atomi de carbon și, astfel, naftalina cu două inele are 10 atomi de carbon, nu 12. În mod similar, antracenul are 14 atomi de carbon, în loc de 18. Deoarece naftalina și antracenul conțin electroni delocalizați pe toate inelele, este inadecvat să se folosească simbolul de delocalizare care este folosit pentru benzen în celelalte unități, deoarece acest lucru ar indica două sau trei sisteme delocalizate separate. Astfel, în această unitate, se folosesc structurile Kekule.

(ii) un sistem extins de legături duble conjugate care conține grupări nesaturate, cunoscute sub numele de cromofori, cum ar fi:

Intensitatea culorii poate fi crescută într-o moleculă de colorant prin adăugarea de substituenți care conțin perechi de electroni solitari la inelul arilic, cum ar fi:

Aceste grupări sunt cunoscute sub numele de auxocromi.

Câteodată întreaga structură a colorantului se numește cromogen.

Pentru ca colorantul să aibă importanță din punct de vedere industrial, chimiștii coloranți trebuie să fie capabili, de asemenea, să modifice solubilitatea compusului și pot fi incluse grupe care să facă colorantul solubil în apă. Printre exemple se numără grupa acidului sulfonic, -SO3H, sau grupa acidului carboxilic, -COOH, sau, mai frecvent, sarea de sodiu a acestor acizi, -SO3-Na+ și, respectiv, -COO-Na+.
O altă preocupare esențială a chimiștilor care dezvoltă coloranți este aceea de a spori reactivitatea acestuia cu obiectul pe care doresc să îl coloreze, de exemplu, moleculele fibrei. Acest aspect este discutat mai jos și sunt date exemple pe parcursul unității.

Colorarea textilelor

Natura chimică a unui colorant este determinată de proprietățile chimice și fizice ale fibrelor din materialul textil ce urmează a fi colorat. Cele patru tipuri principale de fibre (tabelul 1) sunt cele proteice, celulozice, regenerate (pe bază de celuloză sau derivați) și sintetice.

.

Tabelul 1 Clasificarea fibrelor textile.

În timpul procesului de vopsire a unui material textil, colorantul se distribuie între cele două faze, faza solidă a fibrei și faza apoasă, iar la sfârșitul procesului de vopsire soluția este epuizată și cea mai mare parte a colorantului este asociată cu fibra. Odată ce moleculele de colorant pătrund în fibră, există o interacțiune imediată între cele două componente, ceea ce împiedică desorbția moleculelor de colorant înapoi în soluție. Tipul de interacțiune, fizică sau chimică, va depinde de grupurile de pe moleculele de colorant și din lanțurile fibrelor (tabelul 2).

Tabelul 2 Puteri relative aproximative ale legăturilor dintre un colorant și o țesătură.

Figura 2 Înainte de a utiliza un colorant, trebuie să se determine rezistența sa la lumină. Aceste
rack-uri, situate pe coasta de nord-est a Australiei, sunt folosite pentru multe teste de
rezistență la intemperii, printre care se numără și rezistența culorii. Poziția rafturilor poate fi
modificată, dar în fotografie, acestea se află la un unghi de 45° față de orizontală.
Cu permisiunea amabilă a Laboratorului de expunere Allunga.

Rezistența culorii unui textil colorat este definită ca fiind rezistența acestuia la schimbare atunci când este supus unui anumit set de condiții. Colorantul nu trebuie să fie afectat în mare măsură de lumina soarelui (rezistența la lumină), de căldură atunci când țesătura este călcată (rezistența la căldură), de transpirație (rezistența la transpirație) și atunci când este spălată (rezistența la spălare).

Clasificarea coloranților

The Colour Index International, produs de Society of Dyers and Colourists, din Bradford, este o listă cuprinzătoare a coloranților și pigmenților comerciali cunoscuți și este actualizată periodic. Fiecărui colorant i se atribuie un nume și un număr Colour Index (C.I.). De exemplu:

Toți coloranții din listă au fost clasificați în funcție de structura lor chimică și de metoda de aplicare.

Clasificarea coloranților în funcție de structura lor chimică

Indexul de culoare atribuie coloranții cu structură cunoscută uneia dintre cele 25 de clase structurale în funcție de tipul chimic. Printre cele mai importante se numără:

a) coloranți azoici
b) coloranți antrachinonici
c) ftalocianine

(a) Coloranți azoici

Coranții azoici constituie cea mai mare clasă chimică, conținând cel puțin 66% din toți coloranții. Trăsătura caracteristică este prezența în structuri a uneia sau mai multor grupări azoice,

împreună cu grupări hidroxil, grupări amină și grupări amină substituite ca auxocromi.

Compușii azoici aromatici sunt produși din amine aromatice prin intermediul sării de diazoniu corespunzătoare.

Se formează o sare de diazoniu atunci când o amină aromatică este tratată cu acidul azotic (nitric(III)). Acidul nitros se formează in situ prin adăugarea de acid clorhidric diluat la o soluție rece de nitrit de sodiu la cca 278 K. În exemplul următor, o soluție de clorură de benzenediazonium a fost formată din fenilamină (anilină), cea mai simplă amină aromatică:

La soluția rece se adaugă apoi o soluție de un alt compus, cum ar fi o altă amină aromatică sau un fenol, care produce un compus azoic colorat. Un exemplu este formarea unui colorant roșu atunci când o soluție apoasă de acid 4-aminonaftalensulfonic (acid naftionic) este adăugată la o soluție de clorură de 4-nitrobenzenediazoniu pentru a forma C.I. Acid Red 74:

Azobenzenul este cromoforul acestor coloranți azoici,

și culoarea moleculei poate fi modificată și intensitatea culorii poate fi crescută prin variația auxocromilor (tabelul 3).

.

Structura	Culoarea observată
	galben-verde
	galben
	roșu
	albastru

Tabelul 3 Structurile moleculare ale unor coloranți azoici cu evidențierea auxocromilor.

Câțiva coloranți azoici, cei care conțin o grupare hidroxi orto (sau para) față de grupa azoică, de exemplu, C.I. Acid Orange 7, prezintă tautomerie, un proces în care molecula există ca două sau mai multe structuri diferite în echilibru. Atomul de hidrogen de pe grupa hidroxil este capabil să migreze spre atomul de azot al grupei azoice și invers:

Acest tip de tautomerie implică un echilibru între un tautomer hidroxiazoic și un tautomer cetohidrazonic, deși tautomerul cetohidrazonic domină în general și culoarea observată este de lungime de undă mai mare (o deplasare batocromică).

(b) Coloranți antrachinonici

Coranții antrachinonici reprezintă aproximativ 15% din coloranți și au structuri bazate pe chinone. Cea mai simplă chinonă este benzochinona, care are doi izomeri:

Antrachinona, cea mai simplă dintre antrachinone, are la bază antracenul:

Două exemple bine cunoscute de antrachinone care sunt folosite ca coloranți sunt C.I. Disperse Red 60 și C.I. Disperse Blue 60:

(c) Ftalocianinele

Ftalocianinele sunt alcătuite în esență din patru molecule de izoindol:

Aceste molecule sunt legate între ele într-o ftalocianină prin atomi de azot. Structura ftalocianinei este:

Aceste molecule sunt conectate între ele într-o ftalocianină prin atomi de azot. Structura ftalocianinei este:

Ftalocianinele se coordonează cu atomi de metal. Cele mai importante, care contribuie cu aproximativ 2% din toți coloranții, sunt ftalocianinele de cupru, folosite pentru culorile lor strălucitoare albastru și verde. Un exemplu este C.I. Direct Blue 86:

Grupările acidului sulfonic ajută la solubilitatea colorantului în apă.

Formula indică faptul că grupările acidului sulfonic pot fi în diferite poziții pe inelele aromatice.

Clasificarea coloranților în funcție de metodele de aplicare

Clasificarea în funcție de metoda de aplicare este importantă pentru vopsitorul de textile care aplică colorantul pentru a produce culoarea dorită. Pentru a obține nuanța dorită, vopsitorul trebuie, de obicei, să realizeze amestecuri de coloranți și trebuie să se asigure că acestea sunt compatibile.

Caracteristicile de bază care controlează transferul colorantului de la soluție la fibră sunt:

• pH-ul soluției din baia de vopsire (pentru coloranți acizi și bazici)
• un electrolit (o soluție de sulfat sau clorură de sodiu)
• temperatura (în intervalul de la temperatura ambiantă până la 400 K)
• produse chimice, cunoscuți sub numele de agenți de dispersie, care produc o dispersie apoasă stabilă a coloranților cu solubilitate foarte scăzută

Tabelul 4 enumeră coloranții sub denumirile lor tehnologice care indică modul în care se aplică, împreună cu fibrele pe care se aplică.

Tabelul 4 Clasificarea tehnologică a coloranților.

Coloranți din grupa 1

Coloranții din această grupă se caracterizează prin solubilitatea lor în apă. În consecință, ei nu sunt deosebit de rapizi la spălare. Metoda de aplicare implică un singur proces într-o singură etapă.

(i) Coloranți acizi

Tipurile chimice importante sunt azo, antrachinona și ftalocianina, care acoperă întregul spectru vizibil și oferă astfel o gamă completă de culori. Acești coloranți sunt solubili în apă, dând specii anionice. Ei se aplică de obicei la aproximativ 373 K. În timp ce lâna și alte fibre proteice se degradează ușor peste această temperatură, fibrele de poliamidă (de exemplu, nylons) pot fi tratate la 393 K fără să li se producă vreun prejudiciu (tabelul 4).

Ph-ul ales pentru soluția din baia de vopsire depinde de proprietățile individuale ale coloranților. Valorile mai mici se obțin prin adăugarea de acid sulfuric, iar valorile mai mari prin adăugarea de soluții de acid etanoic și sulfat de amoniu sau etanoat de amoniu. Sulfatul de sodiu poate fi adăugat pentru a controla difuzia anionilor colorantului în structura fibrei.

Prin însăși natura structurii colorantului, se vor forma legături ionice, legături de hidrogen și alte interacțiuni intermoleculare (tabelul 2) între colorant și fibră, făcând astfel coloranții rapizi. Un exemplu de colorant acid tipic este C.I. Acid Red 73:

Una dintre grupările azoice din acest tautomer este prezentă sub formă de cetohidrazonă.

(ii) Coloranți complexi metalici

Tipurile chimice sunt azoice și antrachinonice, oferind o gamă completă de culori. Cu toate acestea, ei sunt mai terne decât coloranții acizi din cauza prezenței în structura colorantului a unui atom de metal. Sărurile de crom sunt adesea folosite, deși sărurile de cobalt și de nichel sunt, de asemenea, preferate.

Actomul de metal formează un complex de coordinare cu două molecule ale unui compus monoazoic care conține grupe hidroxil, carboxil sau amino în pozițiile 2,2′ în raport cu grupa azoică. Acești compuși se numesc coloranți „complexe metalice 1:2”. Un exemplu este C.I. Acid Violet 78:

Aplicarea lor la lână este similară cu cea a coloranților acizi, dar valoarea pH-ului este limitată la intervalul 4,5-6,0 (tabelul 4).

(iii) Coloranți direcți

Coloranții direcți sunt deosebit de utili pentru vopsirea fibrelor fabricate din celuloză (tabelele 1 și 4).

Sunt sintetizați cu grupe de acid sulfonic pentru a le conferi solubilitate în apă, disociindu-se pentru a da cationi de sodiu și specia de colorant anionic. De asemenea, sunt proiectate astfel încât să aibă o structură cât mai liniară și plană. Acest lucru permite colorantului să fie atașat de lanțurile celulozice din fibră, adesea prin legături intermoleculare (inclusiv de hidrogen).

Se aplică în baia de vopsire în soluție apoasă care conține clorură de sodiu. Sarea reduce forțele electrice de repulsie dintre sarcina negativă de pe suprafața fibrei și speciile de colorant anionic.

Cele mai multe dintre coloranții direcți sunt compuși azoici, care conțin adesea două sau trei grupe azoice. Exemplele includ C.I. Direct Orange 25, care are grupe -OH, -NHCO- și -N=N, toate având potențialul de a forma legături de hidrogen cu grupele hidroxil din celuloză:

Corantul prezintă tautomerie, deoarece există două grupe hidroxil orto față de grupele azoice. Unul dintre tautomerii în echilibru cu această formă este

în care există două grupări cetohidrazonă.

Un alt exemplu, C.I. Direct Blue 71, are trei grupe azoice, dintre care una este prezentă sub formă de tautomer cetohidrazonă:

(iv) Coloranți bazici

Coranții bazici au fost printre primii coloranți sintetici. Într-adevăr, Mauveine este un colorant bazic. Cromoforul este prezent sub formă de cation și sunt utilizați în zilele noastre la vopsirea fibrelor acrilice (de obicei un copolimer cu propenonitril (acrilonitril) și o cantitate mică de un co-monomer care conține grupe sulfonat, -SO3-, și carboxilat, -CO2-). Acestea sunt interacțiuni ion-ion (tabelele 2 și 4).

Există aproximativ 100 de coloranți bazici (cationici) ale căror culori cuprind roșu, galben și albastru, cu nuanțe puternice și strălucitoare. Unii se bazează pe sistemele cromoforice azoice și antrachinonice. Mulți se bazează, de asemenea, pe ioni de arilcarboniu. Printre exemple se numără C.I. Basic Green 4 (cunoscut sub numele de Malachite Green) și C.I. Basic Red 9.

Aceștia sunt amândoi triarilmetani, un grup de coloranți care, cu modificări relativ mici ale structurii, produc o gamă de nuanțe de roșu, verde și violet.
Se folosesc și alții, cunoscuți sub numele de coloranți polimetinici (conțin una sau mai multe grupe -CH=). Aceștia își datorează culoarea prezenței unui sistem conjugat. Un exemplu de astfel de colorant este C.I. Basic Yellow 28, care este o diazacyanină:

Coranții sunt adesea aplicați într-o soluție de electrolit, care controlează viteza de difuzie în structura fibrei, la temperaturi de aproximativ 370 K.

(v) Coloranți dispersați

Aceste coloranți sunt în esență hidrofobi și sunt aproape insolubili în apă. Cu toate acestea, ei au afinitate pentru fibrele hidrofobe, de exemplu poliesteri, și se aplică sub formă de dispersii foarte fine în apă (tabelul 4).

Cei mai mulți coloranți dispersi sunt compuși azoici și pot da culori în tot spectrul. Unii sunt coloranți pe bază de antrachinonă pentru roșii, violete, albastre și verzi.

Fibrele de poliester pot fi vopsite la 400 K sub presiune, permițând utilizarea unor structuri de coloranți cu dimensiuni moleculare mai mari care obțin o mai bună rezistență, de exemplu:

Structura prezentată este tautomerul cetohidrazonei.

Coloranți din grupa 2

Deși coloranții din această grupă sunt aplicați printr-un procedeu în două etape (ceea ce contrastează cu procedeul într-o singură etapă pentru coloranții din grupa 1), coloranții prezintă avantaje, în special în ceea ce privește soliditatea.

i) Coloranți reactivi

Coloranții reactivi sunt de o importanță remarcabilă pentru vopsirea bumbacului, permițând o colorare intensă și strălucitoare cu o soliditate ridicată. Aproximativ 95% din coloranții reactivi sunt coloranți azoici care acoperă toată gama de culori. Albastrul și verdele sunt, de asemenea, furnizate de structurile de antrachinonă și ftalocianină.
După cum sugerează și numele acestor coloranți, ei reacționează cu fibra, fie ea celulozică (bumbac) sau proteică (lână) pentru a forma legături covalente (tabelul 4). Cele două etape, mai întâi vopsirea, apoi reacția, pot avea loc separat sau simultan. Trăsătura structurală caracteristică este prezența uneia sau mai multor grupări reactive. În mod obișnuit, coloranții sunt reprezentați sub forma

D-B-RG

în care D este cromogenul, B un grup de legătură și RG grupul reactiv.

Cele mai importante grupuri reactive sunt triazinele clorurate și vinilsulfonele.

Unul dintre cei trei izomeri ai celei mai simple triazine este:

Un exemplu de colorant cu o grupare diclorotriazină este C.I. Albastru reactiv 109:

Reacția dintre grupele -OH ale celulozei din fibră și grupele -C-Cl din clorotriazină se face printr-o reacție de substituție (nucleofilă) pentru a forma legături covalente.

Onele de etil (vinil) sulfonă conțin grupa CH2=CHSO2, iar cea mai simplă este dietil-sulfonă (divinilsulfonă). Grupa sulfonă poate fi observată în C.I. Reactive Blue 19:

În acest exemplu, nu există nicio grupare de legătură.

Corantul reacționează cu celuloza prin adiție la dubla legătură sulf-oxigen.

Coranții reactivi, în soluție apoasă, pot suferi hidroliza sulfonei, făcând-o nereactivă cu celuloza. Acest lucru înseamnă că colorantul care nu a reacționat, dacă nu este spălat corespunzător, va rămâne pe suprafața țesăturii, dând o culoare aparentă care se va șterge în timp. Pentru a reduce această problemă, au fost concepuți coloranți cu două grupe reactive diferite de reactivitate diferită. Acești coloranți oferă o soliditate îmbunătățită deoarece, dacă una dintre grupe este hidrolizată în soluție, cealaltă va reacționa cu grupele hidroxil din țesătură. Primul dintre acestea a inclus atât o grupare clorotriazină, cât și o grupare vinilsulfonă, iar un exemplu este C.I. Reactive Red 194:

În afară de cele două grupe reactive diferite, există un cromogen și o grupare de legătură.

Toți coloranții reactivi au o dimensiune moleculară relativ mică și au, de asemenea, două sau mai multe grupe de acid sulfonic în cromogen, ceea ce duce la o solubilitate ridicată în apă. O parte din speciile de coloranți (anionici) nu reacționează cu fibra și este hidrolizată, iar produsul trebuie eliminat prin spălare.

Figura 3 Blugii sunt vopsiți cu indigo și cu o varietate de coloranți sulfuroși, alegerea depinzând de culoarea dorită.
Cu permisiunea amabilă a lui Lizzie Hubbard.

(ii) Coloranți de cuvă

Aproximativ 80% din coloranții de cuvă aparțin clasei chimice de coloranți antrachinonici și acoperă întreaga gamă de culori. Un tip, coloranții indigoizi, include indigo:

Toți coloranții de cuvă sunt insolubili în apă. Pentru a le aplica pe o fibră, de exemplu pe bumbac, acestea sunt introduse într-o soluție alcalină (tabelul 4). Colorantul insolubil se reduce pentru a forma un anion incolor (leuco) care este solubil și posedă afinitate pentru fibră. Acesta este apoi adsorbit de fibră, uneori în prezența clorurii de sodiu, în condiții similare cu cele ale coloranților direcți. După procesul de vopsire, colorantul-mamă original insolubil este regenerat în interiorul fibrei prin oxidare, de obicei cu ajutorul unei soluții de peroxid de hidrogen sau pur și simplu cu aer:

Coranții sunt insolubili în structura fibrei și, prin urmare, au o bună rezistență la spălare și au, de asemenea, o rezistență ridicată la lumină.

(iii) Coloranți de sulf

Copilanții de sulf, ca și coloranții de vată, sunt aplicați pe textile (celuloză, tabelul 4) sub formă anionică solubilă și apoi oxidați în forma insolubilă.

C.I. Sulphur Black 1 și C.I. Sulphur Blue 7 sunt printre cei mai utilizați coloranți de sulf. Ca și în cazul altor coloranți de sulf, structurile lor sunt variabile și în mare parte necunoscute. Aceștia oferă o gamă de negri, bruni și albaștri maturi. Cu toate acestea, producția lor este mult mai ieftină decât cea a coloranților de cuvă, deoarece prepararea lor prin încălzirea diverșilor compuși organici cu sulf, este simplă.

Pigmenți

Pigmenții sunt folosiți la colorarea vopselelor, cernelurilor de tipar, ceramicii și materialelor plastice. Ei pot fi folosiți pe o varietate mult mai mare de substanțe decât coloranții, deoarece nu depind de solubilitatea în apă pentru aplicarea lor. Un pigment este un solid fin divizat care este în esență insolubil în mediul său de aplicare. În cele mai multe cazuri, pigmentul este adăugat la un mediu lichid, de exemplu vopsea umedă sau un termoplastic topit. Mediul se lasă apoi să se solidifice prin evaporarea solventului sau prin răcire și astfel moleculele de pigment se fixează mecanic în stare solidă.

Cromoforii utilizați în pigmenți sunt de obicei aceiași cu cei utilizați în coloranți, dar pigmenții sunt molecule mari și nu au grupări solubilizante. Ei conțin grupări care formează legături intermoleculare care ajută la reducerea solubilităților. Cu cât molecula este mai mare, cu atât pigmentul este mai opac.

Figurile 4 și 5 Coloranții roșii și galbeni sunt pigmenți azoici (C.I. Pigment Red 57 și C.I. Pigment Yellow 13). Albastrul este pigmentul ftalocianină de cupru. Cu permisiunea amabilă a BASF.

Pigmenții organici produc, în general, o intensitate și o luminozitate mai mare a culorii decât pigmenții anorganici, cum ar fi galbenul de crom (cromat(II) de plumb(VI)).

Pigmenții organici prezintă o serie de proprietăți de rezistență care depind de structura moleculară și de natura asocierii intramoleculare în stare solidă. O creștere a dimensiunii moleculare a unui pigment scade, în general, solubilitatea pigmentului. De asemenea, mulți pigmenți au încorporată grupa amidă (-NHCO-) care îi scade și mai mult solubilitatea, deoarece moleculele sunt ținute împreună în structuri mari prin legături de hidrogen (între grupa N-H dintr-o moleculă și o grupă C=O din alta).

Mulți pigmenți organici se bazează pe chimia azoică și domină zonele de nuanțe galben, portocaliu și roșu. Un exemplu de pigment monoazoic simplu este C.I. Pigment Yellow 1:

Această formă este tautomerul cetohidrazonei.
Ftalocianinele de cupru asigură majoritatea pigmenților albaștri și verzi. Ele sunt complexe din punct de vedere structural, dar sunt relativ ieftine de fabricat. Ele oferă o rezistență excelentă la lumină, căldură, acizi și baze.

Un exemplu este C.I. Pigment Blue 15:

La începutul unității, structura unui colorant, C.I. Direct Blue 86, a fost prezentată și se poate observa cum grupele de acid sulfonic din structura respectivă transformă un pigment într-un colorant.

Copii și pigmenți funcționali (de înaltă tehnologie)

Copii și pigmenții funcționali sunt produși în volume mici în comparație cu compușii utilizați pentru vopsirea textilelor. Cu toate acestea, ei fac obiectul multor cercetări și interese și sunt dezvoltați în diverse scopuri. Unele dintre acestea sunt ilustrate mai jos.

(a) Afișaje cu cristale lichide

Cristalele lichide au jucat un rol important în viața noastră de mulți ani în diverse forme de afișare a informațiilor, de exemplu calculatoare. Inițial, acestea puteau afișa doar diferențele dintre lumină și întuneric. S-a constatat că, prin utilizarea de coloranți, acest contrast poate fi mărit și se pot produce ecrane colorate. În prezent, acestea au înlocuit în mare măsură tehnologiile tradiționale de afișare a diodelor emițătoare de lumină și a tuburilor catodice. Coloranții utilizați au fost special concepuți pentru a-și schimba orientarea odată cu moleculele cristalului lichid și, prin urmare, oferă o intensitate mai mare a culorii. Se spune că acești coloranți prezintă dicroism.

(b) Coloranți laser

Termenul laser este un acronim care se referă la amplificarea luminii prin emisie stimulată de radiații.

În mod obișnuit se foloseau lasere anorganice, dar aveau doar capacitatea de a produce radiații la câteva lungimi de undă selectate și în benzi foarte înguste. Utilizarea coloranților a permis producerea de lumină pe tot spectrul, de la lungimi de undă de 320 la 1200 nm. Aplicațiile laserelor cu coloranți includ tehnologia comunicațiilor și microchirurgia.

(c) Imprimarea cu jet de cerneală

Imprimarea cu jet de cerneală este o tehnică fără impact pentru producerea de imagini prin direcționarea unor picături mici de cerneală, în mod ideal sub controlul unui calculator, în succesiune rapidă pe un substrat. Aceasta a găsit numeroase aplicații. Din cauza dimensiunilor necesare pentru ca picăturile să poată obține o bună definiție, utilizarea coloranților a fost preferată față de cea a pigmenților. Picăturile sunt mai mici (pigmenții au tendința de a bloca duzele), iar solubilitatea apoasă reduce impactul asupra mediului și menține prețul scăzut. Primii coloranți au fost cei deja utilizați în alte industrii, dar se caracterizau printr-o rezistență slabă la apă. Acest lucru a dus la dezvoltarea unor coloranți specifici și a unor sisteme fluide unice. Acești coloranți sunt concepuți pentru a fi solubili în sisteme ușor alcaline (pH 7,5 până la 10), care sunt făcute insolubile de condițiile ușor acide (pH 4,5 până la 6,5) de pe hârtie sau alt substrat. Această tehnologie are un mare impact asupra imprimării industriale de mare volum pentru ambalaje, textile, acoperiri de pereți și afișaje publicitare.

(d) Terapia fotodinamică

Este un tratament pentru cancer care folosește o combinație de lumină laser, un compus fotosensibilizator (colorant) și oxigen molecular. Colorantul este administrat pacientului pe cale intravenoasă și, în timp, intră în celulele canceroase. Iradierea celulelor cu lumină laser poate începe distrugerea lor.

Laserul interacționează cu colorantul și îl promovează în starea sa excitată. Printr-un proces complex, se produc molecule de oxigen excitat (mai reactive) care reacționează cu centrii nesaturați din proteinele și lipidele din membrana celulară. Această metodă de tratament evită utilizarea unei intervenții chirurgicale invazive.

.