جهت خرید پیگمنت آبی 15:3 و سبز7 روی اسم پیگمنت ها کلیک کنید

پیگمنت های فتالوسیانین

پیگمنت ها و مواد رنگزای فتالوسیانین یک طبقه از بزرگترین ترکیبات رنگی سنتزی را شامل می شود. مواد رنگزای فتالوسیانین اهمیت تجاری زیادی دارند. فام این ترکیبات اغلب آبی و بنفش است. آنها محدوده فام های آبی تا سبز بسیار درخشان را تحت پوشش قرار می دهند.این ترکیبات در برابر نور و اغلب واکنشگر های شیمیایی بجز عوامل اکسید کننده پایدار هستند.فتالوسیانین ها انواع مختلفی دارند که عبارتند از:

1-فتالوسیانین کبالت

2-فتالوسیانین مس

3-مونو کلرو فتالوسیانین

4-فتالوسیانین بدون فلز

5-پلی کلرو فتالوسیانین مس

اتم های هیدروژن ایزوایندول در مرکز مولکول فتالوسیانین به آسانی توسط فلزها جانشین شده و انواع فتالوسیانین های فلزی تشکیل می شوند. این مشتقات فلزی به دودسته الکترووالانس و کووالانس تقسیم می شوند. فتالوسیانین های الکترووالانس عموما ً دارای فلزات قلیایی و قلیای خاکی بوده و کاملا ً در تمامی اسیدهای مرسوم و در برخی موارد الکل ویا حتی آب هستند. فتالوسینانین های سدیم، پتاسیم، کلسیم، باریم، کادمیم و جیوه از دسته فوق هستند. یک استثنا مهم فتالوسیانین لیتیوم است که محلول در الکل است. پیوند لیتیوم این ترکیب بسیار ضعیف بوده و حتی در دمای اتاق با نمک فلزات دیگر جابجا می شود.

فتالوسیانین های کووالانسی از جایگزینی سایر فلزات مثل مس و کبالت در مرکز مولکول فتالوسیانین ایجاد می شوند. این ترکیبات بسیار پایدار بوده و حتی در دماهای ^oC400 تا ^oC500 نیز بدون تغییر باقی می مانند. پیوند کووالانسی فلز این مواد بسیار قوی بوده و در تماس های طولانی با اسیدهای معدنی فلز خود را از دست نمی دهند. برای مثال فتالوسیانین مس دارای 11% فلز مس است اما در سوسپانسیون آبی هیچ اثری از یون مس مشاهده نمی شود. فتالوسیانین های نیکل، روی، کبالت، آلومینیم، پلاتین، آهن و وانادیم از دیگر فتالوسیانین های کووالانسی پایدار هستند. فتالوسیانین های بریلیوم، سرب، منگنز، قلع و منیزیم دارای پایداری کمتری هستند. فتالوسیانین تیتانیوم از نظر پایداری حد واسط این دو دسته است. این ترکیبات بخصوص فتالوسیانین منیزیم تا اندازه ای در آب محلول بوده و در مجاورت اسیدهای معدنی فلز خود را از دست می دهند.

پیگمنت های فتالوسیانین کاملا ً در آب محلول هستند. فتالوسیانین های فلزی الکترووالانس (بجز لیتیوم) در حلالهای آلی نا محلول بوده و فتالوسیانین های فلزی کووالانسی دارای انحلال پذیری نسبی هستند. فتالوسیانین هایی که یک پیوند آنیونیک با فلز مرکزی دارند در آمین هایی مانند پیریدین، کوئینولین، و آنیلین محلول هستند. فتالوسیانین ها بدلیل تشکیل نمک های اسیدی به سهولت در تاسید سولفوریک غلیظ، اسید اتیل سولفوریک، اسید کلروسولفوریک و اسید فسفریک حل می شوند. البته بسیاری از مشتقات فلزی کووالانسی در برابر اسید سولفوریک پایدار هستند اما انواع الکترووالانس و تعدادی کمی از کووالانس ها فلز خود را از دست می دهند. فتالوسیانین های کووالانس و الکترووالانس در محلول های قلیایی پایدار بوده و فلز خود را از دست نمی دهند.

نمامی فتالوسیانین ها توسط عوامل اکسید کننده قوی مانند اسید نیتریک یا پرمنگنات پتاسیم اکسید شده و فتالیمید تولید می کنند. انواع رنگدانه های فتالوسیانین ثبات نوری ضعیفی دارند. البته فتالوسیانین های مس، کبالت و نیکل دارای پایداری بهتری نسبت به سایر مشتقات هستند. فتالوسیانین های بدون استخلاف در دو فرم بلوری آلفا و بتاوجود دارندکه از لحاظ انحلال، فام و پایداری ترمودینامیکی با یکدیگر اختلاف دارند. فرم بتا بسیارپایدارتر از فرم آلفا است. فرم آلفا فتالوسیانین ها در حلالهای قطبی به سرعت نمک تشکیل می دهند اما در فرم بتا این تبدیل بسیار سخت و وابسته به دما و طبیعت حلال است. فتالوسیانین های فرم آلفا با حرارت دادن تا دمای ^oC200 به فرم پایدار بتا تبدیل می شوند.

معمولا ً قتالوسیانین ها از واکنش فتالونیتریل یا مشتقات استخلاف دار آن با فلزات یا نمک های فلزی تهیه می شوند. در روش تجارتی فتالونیتریل با یک فلز یا نمک فلزی تا دمای شروع واکنش حرارت داده می شود.بعد از آن یک واکنش گرما زا آغاز شده و فتالوسیانین تشکیل می شود. وقتی از کلرید فلزی در واکنش استفاده شود ممکن است کلر آزاد وارد مولکول شده و مونوکلروفتالوسیانین تشکیل گردد. برای مثال در واکنش بین فتالونیتریل و کلرید مس در دمای بییش از ^oC200 منوکلروفتالوسیانین تشکیل می شوند. برای جلوگیری از این مشکل بهتر است از نمکهای سولفات به کلریدهای فلزی استفاده گردد. بهرحال استفاده از کلریدهای فلزی سبب کاهش راندمان واکنش می شود. این نقص از طریق تکمیل واکنش با استفاده از مقادیر اضافی آمونیاک در شرایط کنترل شده برطرف خواهد شد.

فتالوسیانین های فلزی را می توان از واکنش اسید فتالیک ساده یا استخلاف دار با اوره و نمک فلزی در حضور کاتالیست مناسب تهیه نمود. این روش بطور کسترده ای برای تهیه فتالوسیانین مس تجارتی استفاده می شود. مخلوطی مخلوطی شامل اسید فتالیک، اوره، نمک فلزی، کاتالیست و یک حلال قطبی تا دمای ^oC190-200 حرارت داده شده و در این دما جوشانده می شود. راندمان تقریبی واکنش بین 85 تا 98 درصد وابسته به شرایط واکنش بکار رفته است. انیدرید فتالیک، فتالیمید، نفتالیمید و یا ترکیبات جانشین شده نیز استفاده می شوند. می توان اوره را با اسید سولفامیک و یا آمونیم سولفامیک تعویض نمود. حضور یک کاتالیزور مناسب برای بهبود شرایط واکنش ضروری است که معمولا ً از اسید بوریک، پنتا اکسید آرسنیک و یا انیدرید کلرید فریک استفاده می شود. استفاده از حلال های بی اثر در واکنش یک مزیت است اما ضروری نیست. در حالت کلی ساخت فتالوسیانین های فلزی به دو صورت انجام می شود که عبارتند از:

1-قرار دادن فلز در مولکول فتالوسیانین بدون فلز

2-جایگزین کردن فلز مولکول فتالوسیانین فلزدار با یک فلز دیگر

رنگدانه ها برای آنکه بیشترین فام و درخشندگی را داشته باشند دارای اندازه ذره بهینه هستند.اگر اندازه ذره در این مواد از2/0 میکرون بیشتر شود میزان قدرت رنگی و درخشندگی به شدت کاهش می یابد. محصول خام سیاری از روش های تولید رنگدانه فتالوسیانین اغلب دارای اندازه ذره بزرگی هستند که برای استفاده لازم است تا حدود قابل قبول ریز شوند. گاهی اوقات فرم کریستالی رنگدانه نیز باید به فرم پایدار بتا تبدیل شود. روش کاهش اندازه ذره وابسته به شرایط سرد کردن و شکل محصول خام است اما همواره آسیاب بهترین نتیجه را می دهد.وقتی رنگدانه فتالوسیانین با یک جامد کریستالی مانند سولفات سدیم، کلرید سدیم، کلرید کلسیم، شکر یا اوره آسیااب شود ممکن است اندازه ذرات بیش از اندازه کوچک شود. بنابراین با تکمیل کردن آسیاب در حضور مایعات آلی مناسب مانند استن، تترا کلرید کربن یا ارتوکلرو بنزن بهترین بازآرایی در فرم پایدار و درخشنده بتا بدست می آید.

بخش وسیعی از رنگدانه های فتالوسیانین به شکل تونر و پودر فروخته می شوند و در تولید جوهرهای چاپ، پوشش ها و در رنگدانه دار کردن پلاستیک و چرم استفاده می شوند. پیگمنتهای فتالوسیانین بصورت گسترده در تولید لیک ها بکار می روند. لاک های فتالوسیانین با هیدروکسید آلومینیم یا باریم در تولید جوهرهای چاپ استفاده می شوند. یک نوع لیک بنزوات آلومینیم از فتالوسیانین مس تهیه می شود که پایداری قابل توجهی در برابر کلوخه شدن نشان می دهد این نوع رنگدانه ها برای استفاده در تونر بسیار مهم هستند.مخلوط فتالوسیانین مس ویا منو کلرو فتالوسیانین مس با 2 تا 12% فتالوسیانین قلع از کلوخه شدن آن در فرم تونر جلوگیری می کند.

فرم کیک فشرده دیسپرس نشده یک حالت فیزیکی مرسوم برای رنگدانه های فتالوسیانین است. این فرم برای استفاده در رنگدانه دار کردن سیستم های حاوی آب بکار می روند و همچنین بعنوان ماده شروع کننده در تولید لیک ها نیز استفاده می شود. مانند دیگر رنگدانه های آلی، رنگدانه های فتالوسیانین غیر آبدوست هستند. بنابراین وقتی فرم کیک فشرده رنگدانه فتالوسیانین با یک مایع آلی مانند روغن بزرک مخلوط شود بطور جزئی به فاز آلی منتقل می شود.