پیگمنت ها با کیفیت فوق العاده قوی

گستره پیگمنت های با عملکرد عالی که امروزه وجود دارند می توان به عنوان تلاشی در جهت ساخت رنگهایی که خواص بسیار عالی سبز و آبی فتالوسیانین را عرضه می کنند تلقی کرد. بررسی هر دسته از رنگدانه ها به طور جداگانه سودمند است، گرچه خواص ویژه به طور وسیع از یک دسته به دسته دیگر زیاد تفاوت نمی کند. همچنین بر خلاف رنگدانه های کلاسیک که توسط تولیدکنندگان بی شماری عرضه می شوند، انواع گوناگون رنگدانه های با کیفیت عالی که به تولید کنندگان محدودی منحصر می شوند به تخصص شیمیایی هر شرکت تولید کنند وابسته هستند.

شکل 1- C.I. رنگدانه قرمز 187 (کمپلکسش نفتول قرمز)

گروه کثیری از رنگدانه های با کیفیت عالی که در دسترس هستند عبارتند از: کمپلکس های نفتول بنزیمیدازولون، تراکمی آزو، آنتراکونیون و پرینون، کیناکریدون، ایزوایندولینون، ایزوایندولین، دی اکسازین، کمپلکسهای فلزی، پریلن، تیوایندیگوئید و دی کتوپیرولوپیرول.

پیگمنت های کمپلکس نفتول

محصولات متداول: C.I. پیگمنت قرمز 170، 187.

همانطور که در بخش پیگمنت های کلاسیک نفتول AS مشاهده شد، بزرگ شدن ساختار مولکولی اصلی، محصولاتی با خواص بهبود یافته ای تهیه شد. دستاوردهای متعاقب منجر به رشد تعداد محصولاتی می شود که به علت خواص بهبود یافته به عنوان پیگمنت های با کیفیت عالی مورد بررسی قرار گرفتند. اگرچه خواص آنها هنوز به خوبی دیگر اعضا و گروه که توضیح داده خواهد شد نیست. ساختار رنگدانه C.I. قرمز 187 که در شکل 1 نمایش داده شده است همانطور که مشاهده می شود بسیار پیچیده تر از پیگمنت ساده نفتول AS که پیش تر نمایش داده شده است.

پیگمنت های بنزیمیدازلون

محصول متداول: C.I. پیگمنت 151، 154 و نارنجی 36 قرمز 176، 185، 208 و قهوه ای 25.

دومین روش بهبود پیگمنت های آزو، متصل شدن به حلقه های هتروسیکل و تشکیل محصولاتی است که بنزیمیدازولون نامیده می شوند. یک نمونه از این ساختارها، C.I. پیگمنت نارنجی 35 است که در شکل 2 آورده شده است. این دسته پیگمنت ها با خواص خوب تا عالی محصولات اصلی شان شناسایی شده و در مصارف با عملکرد عالی به کار می روند.

پیگمنت های تراکمی آزو

محصولات متداول: C.I. پیگمنت 93، 95، 128 پیگمنت قرمز 144، 166.

روش دیگر به منظور بهبود خواص پیگمنت های آزو در اوایل دهه 1950 ابداع شد. این فرایند ساختارهایی را ارائه می کند که دو ترکیب ساده آزو از طریق واکنش تراکمی با یک آمین به یکدیگر متصل شدند و از این رو تراکمی آزو نامیده می شوند.

شکل 2- C.I. پیگمنت قهوه ای 25 (بنزیمیدازولون قهوه ای)

شکل 3- C.I. پیگمنت زرد 128 (زرد تراکمی آزو)

جالب توجه است که اگرچه فقط حدودا ً دوازده ساختار از نظر تجاری در دسترس است اما تعداد ده هزار محصول در مراحل نخستین توسعه تهیه شدند. متأسفانه در شیمی رنگدانه این حقیقت وجود دارد که به ندرت می توان پیش گویی کرد که هر ساختار چه خواص پیگمنت گذاری نهایی دارد. همچنین مناسب بودن یک پدیده جدید باید در محیط کار آزمایش شود پیگمنت های متراکم آزو به عنوان یک گروه دارای بهترین خواص پیگمنت گذاری بوده و برای پوشش نهایی صنعتی مرغوب، جوهرهای چاپ خاص و رنگ آمیزی پلاستیکها مناسب هیتند. یک نمونه از آنها ساختار C.I. رنگدانه زرد 128 است که در شکل 3 آورده شده است.

پیگمنت های آنتراکوینون و پرینون

آنتراکوینون و پرینون جزء دسته وسیعی از پیگمنت هایی هستند که از انواع رنگهای خمره ای مورد استفاده در رنگ آمیزی کتان در اوایل قرن بیستم توسعه پیدا کردند. واحدهای ساختاری اصلی رنگدانه های آنتراکوینون مشتقات آنتراسن و آنترون هستند. این مواد محصولات خاص یک شرکت نیستند، بلکه توسط شرکتهای متعددی که در صنعت تولید مواد آلی رنگی دخالت داشته و محصولات گوناگونی عرضه می کنند تولید می شوند. پیگمنت های معروف این گروه عبارتند از:

شکل 4- C.I. پیگمنت های آبی 60 (ایندانترون آبی)

شکل 5- C.I. پیگمنت نارنجی 43 (نارنجی پرینون)

1-C.I. پیگمنت زرد 108 (آنتراپیریمیدین زرد)

2- C.I. پیگمنت نارنجی 51 (پیرانترون نارنجی)

3- C.I. پیگمنت قرمز 168 (دی برومانتان ترون)

4- C.I. پیگمنت قرمز 177 (دی آنتراکوینول قرمز)

5- C.I. پیگمنت آبی 60 (ایندان ترون آبی)

این رنگدانه ها در برابر مواد شیمیایی و حلالها به خوبی پایدارند. پایداری آنها در تماس با شرایط جوی خوب و برای بعضی از آنها عالی است. ایراد آنها این است که عموما ً آنها برای ایجاد شدت رنگ، گران هستند کاربرد ویژه رنگهای با کیفیت عالی عمدتا ً در مراحل نهایی است. ساختار ایندانترون آبی در شکل 4 آورده شده است.

از محصولات گروه پرینون تنها C.I. پیگمنت نارنجی 43 (نارنجی پرینون) مهم است.

این محصول نارنجی کاملا ً شفاف و روشنی است، با وجود این در بعضی از کاربردها دوام بسیار خوبی ندارد. ساختار آن در شکل 5 نشان داده شده است.

پیگمنت های کیناکریدون

پیگمنت های کیناکریدون مهم ترین گروه رنگدانه های با کیفیت عالی هستند که امروزه وجود دارد. این پیگمنت در اواخر دهه 1950 ابداع شدند و امروزه گستره ای از پیگمنت های تثبیت شده ای را تشکیل می دهند که در رنگهای مرغوب به کار می روند.

شکل 6- C.I. پیگمنت بنفش 19 (کیناکریدون قرمز/بنفش)

مولکول کیناکریدون پایه می تواند به چهار شکل فضایی تهیه شود، اگرچه فقط شکل ترانس خطی (شکل 6) در مقیاس تجاری تهیه شده است. مشابه آبی فتالوسیانین، مولکول کیناکریدون می تواند به صورت شکلهای پلی مورفی اصلاح شده (آلفا، گاما و بتا) وجود داشته باشد. دو تای آنها به طور تجاری به وسیله فرایندهای پرداخت متفاوت رنگدانه خالص تهیه می شوند. هردوی آنها به نام C.I. پیگمنت بنفش 19 نامگذاری می شوند، گونۀ بتا رنگ بنفش و گونه گاما رنگ قرمز تولید می کند. رنگ آنها با استخلاف یک یا دو اتم هیدروژن توسط اتم کلرو و یا گروههای متیل اصلاح می شوند.متداولترین گونه اصلاح شده، 2، 9-دی متیل کیناکریدون (C.I. پیگمنت قرمز 122) و 2، 9- دیکلروکیناکریدون (C.I. پیگمنت قرمز 202) هستند که رنگ زرشکی روشن و شفاف را تولید می کنند. مشتقات ساختار پایه آنها زیر گروهی مرسوم به کیناکریدن کونیون است. این ساختار هنگامی که به شکل مخلوط بلورهای استخلاف نشده کیناکریدون در می آید رنگ زرد کیناکریدون را تولید می کند (C.I. پیگمنت نارنجی 49،48). کیناکریدون آلبالویی (C.I. پیگمنت قرمز 206) مشابه است اما مخلوطی از بلورها با 4، 11-دی کلروکیناکریدون است. کیناکریدون بنفش و قرمز به دلیل خواص عالی در بیشتر سفارشات کاربردی رنگ متداول است. کاربرد آنها به دلیل شفافیت و روشنی رنگ در صنعت چاپ به دلیل پایداری نوری و دیگر شرایط کاربردی مورد نیاز است. کیناکریدون طلایی و آلبالویی جایگاه خاصی در رنگهای مورد استفاده در صنایع خودروسازی دارند.

پیگمنت های ایزوایندولینون و ایزوانیدولین

خواص رنگدانه گذاری با الحاق گروه آزومتین C=N به ساختار ناجور حلقه ایجاد می شود. اگرچه ایزوایندولینون و ایزوایندولین همزمان (و در اواسط دهه1950) کشف شدند. مشتقات تتراکلروایزوایندولین اولین مشتقاتی که در مقیاس تجاری در تهیه رنگهای زرد و قرمز و نارنجی به کار رفتند. امروزه محصولات زرد مثل C.I. پیگمنت زرد 109، 110 متداول ترین محصولات می باشند. شکل 7 ساختار این دسته از رنگدانه ها را نشان می دهد. سپس، رنگدانه هایی در مقیاس تجاری تهیه شدند که شاخه ای از خانواده ایزوایندولین هستند، (قرمز و زرد) و بهترین آنها C.I. پیگمنت زرد 139 است.

شکل 7- C.I. رنگدانه زرد 109 (ایزوایندولینون زرد)

شکل 8- C.I. رنگدانه بنفش 23 (بنفش دی اکسازین)

شکل 7 ساختار این دسته از پیگمنت ها را نشان می دهد. سپس، پیگمنت هایی از شاخه ایزوایندولین در مقیاس تجاری تهیه شده (رنگهای نارنجی و زرد) که بهترین نمونه آن C.I. پیگمنت زرد 139 است. دوام بسیار زیاد و خواص مقاومتی از مشخصۀ پیگمنت های نوع ایزوایندولینون است به طوری که پیگمنت زرد 110 بهترین پاییداری در برابر هوازدگی را نشان می دهد. آنها به طور گسترده در رنگهای با عملکرد عالی به ویژه در جوهرهای چاپ و پلاستیکها به کار می روند.

رنگدانه های دی اکسازین

پیگمنت های دی اکسازین دسته کوچک اما مهمی از پیگمنت های با عملکرد عالی هستند: C.I. پیگمنت بنفش 23، 37. شکل 8 را ببینید. پیگمنت دی اکسازین، رنگ بنفش روشن و منحصر به فردی دارد که نمیتواند از اختلاط هیچ رنگدانه دیگری تهیه شود. خواص پایداری و عملکرد بسیار خوبی دارد. آنها غالبا ً برای ایجاد سایه (قرمز کردن) در پیگمنت های فتالوسیانین آبی به کار می رود.

پیگمنت های کمپلکس فلزی

شناخته شده ترین رنگدانه های کمپلکس فلزی فتالوسیانین است که اخیرا ً توصیف شد. این مفهوم ساختارهایی را در بر می گیرد که با وارد شدن یون فلزی به داخل کمپلکس آلی پایدار شده و بنابراین خواص عملکردی را بهبود می بخشد.

شکل 9- C.I. پیگمنت زرد 129 (زرد کمپلکس مس آزومتین)

شکل 10- C.I. پیگمنت قرمز 224 (قرمز پریلن)

فلزاتی که معمولا ً برای کمپلکس شدن به کار می روند نیکل، کبالت و یا مس هستند. این گونه ساختارها در شکل 9 نمایش داده شده می شوند. پیگمنت های کمپلکس فلزی شفاف نسبتا ً تیره هستند و اما آنها به دلیل داشتن رنگهای سایه دار منحصر به فرد و دوام، در رنگهای فلزی صنایع خودروسازی به کار می روند.

پیگمنت های پریلن

منشأ پیگمنت های پریلن، رنگهای خمره ای مشابه رنگدانه های آنتراکینون است. آنها از پریلن تتراکربوکسیلیک اسید مشتق شده و ساختار کلی آن در شکل 10 آورده شده است. اصلاحات متعددی انجام شده است و متداول ترین مشتقات عبارتند از:

1-C.I. پیگمنت قرمز 123 قرمز روشن (عمدتا ً در پلاستیکها به کار می رود)

2- C.I. پیگمنت قرمز 149 قرمز (عمدتا ً در پلاستیکها به کار می رود)

3- C.I. پیگمنت 178 قرمز ( عمدتا ً در رنگ استفاده می شود)

4- C.I. پیگمنت قرمز 179 قرمز (عمدتا ً در رنگ استفاده می شود)

5- C.I. پیگمنت قرمز 224 قرمز-آبی (پرداختهای فلزی)

رنگدانه های پریلن با خواصی که از هر نظر بسیار خوب هستند مشخص می شوند. آنها به شکلهای شفاف و مات در دسترس بوده و دارای رنگهایی با سایه های قرمز و درخشان هستند. گرچه آنها گران هستند اما همیشه بهترین خواص را برای هرکاربردی ندارند.

شکل 11- C.I. پیگمنت قرمز 88 (شرابی تیوایندیگو)

شکل 12- پیگمنت های دی کتو پیرولوپیرول

پیگمنت های تیوایندیگو

از خانواده رنگهای خمری، رنگدانه های دیگر موسوم به تیوایندیگو معرفی می شود که مهمترین آنها C.I. پیگمنت قرمز 88 (تتراکلروتیوایندیگو) است که در شکل 11 آمده است. این گروه به وسیله رنگهای سایه دار شرابی مشخص شده و کاربرد عمده آنها با پیگمنتهای معدنی (نارنجی مولیبدات و قرمز اکسید آهن) برای تهیه رنگهای قرمز تیره با سایه آبی و آلبالویی در رنگهای با کیفیت عالی و  پلاستیکهاست.

پیگمنت های دی کتوپیرلوپیرول

دی کتوپیرلوپیرول (DPP) رنگساز جدیدی است که اولین محصول آن در سال 1986 تهیه شد. مولکول پایه (شکل 12 را ببینید) می تواند مشتقات متعددی تولید کند و انتظار می رود که این گروه رنگدانه های جدید در رنگدانه های با کیفیت عالی از گروه قرمز کارآمد هستند. محصولات در برابر هوازدگی و گرما و حلالها بسیار مقاوم بوده و از طریق برهمکنش های درون مولکولی بلورها بهبود می یابند. آنها همچنین خلوص رنگ، سیر شدگی و قدرت ذاتی رنگ بالایی را نشان می دهد.

رنگینه ها

با وجود اینکه این مقاله در وهله اول با پیگمنت ها سروکار دارد ولی رنگینه ها نیز در پوششهای سطح و صنایع چاپ به کار می روند، به ویژه جایی که شفافیت زیاد مورد نیاز است استفاده می شوند. به عنوان مثال در تهیه ورقه و فیلمهای فلزی رنگ شده، پوشش نهایی رنگارنگ در صنعت رنگ چوب نما کاری. برای این کاربرد رنگینه ها در انواع حلالها محلول هستند. رنگینه های مصرفی به قرار زیر طبقه بندی می شوند:

1-رنگینه های اصلی

2- رنگینه های محلول در چربی

3- رنگینه های کمپلکس فلزی

4- رنگینه های فلوئورتاب.