پیگمنت

پیگمنت چیست و چه کاربردهایی دارد؟

در قلب هر قطره رنگ، هر نخ پارچه، هر ذره قاب گوشی شما با رنگ روشن یک رنگدانه است. پیگمنت ها ترکیباتی هستند که به مواد افزوده می شوند تا به آنها رنگ بدهند. این کاربرد فریبنده ساده، درک ما از جهان را از طریق هنر، مد و حتی نمایشگرهای رایانه و دارو شکل داده است. از پیگمنت ها در رنگ، جوهر، پلاستی، پارچه، مواد آرایشی و غذایی استفاده می شود.

پیگمنت (رنگدانه) چیست؟
رنگدانه ها پودرهای طبیعی و مصنوعی نامحلول در آب و روغن هستند که به منظور رنگ دهی در پلاستیک، کاغذ و… استفاده می شوند. در واقع این ترکیبات مواد جامدی هستند که به مایع رنگ افزوده می شوند تا پایداری آن را افزایش داده و قدرت پوشانندگی خوبی به رنگ بدهند. در بیشتر موارد، رنگ روشن نتیجه جذب نور ماده در طیف مرئی است. این ترکیبات در دو دسته آلی و معدنی قرار دارند. ما در صنعت، در سه دسته قرار می گیرند: رنگدانه های جذبی که در رنگ های آبرنگ استفاده می شود، رنگدانه های اثر فلزی که برای ایجاد درخشندگی سطح و رنگدانه های مروارید.

انواع پیگمنت ها

در ادامه انواع مختلف آنها را بررسی خواهیم کرد.

معدنی

نوع معدنی این ترکیبات به صورت طبیعی از پوسته زمین موجود است. برای استخراج آن از پوسته زمین، سنگ ها را شکسته و خرد می کنند و در نهایت مش بندی انجام می گیرد. همچنین می توان آن ها را به صورت مصنوعی نیز سنتز کرد. نوع سنتزی آن نیز با نوع طبیعی ساختار شیمیایی یکسانی دارند.

اما به طور معمول نوع طبیعی آن ها خواص بهتری را از خود نشان می دهند و مرغوب تر از نوع مصنوعی بوده و بلورهای آن اندازه بهتری دارند و خلوص بالاتری دارند. در پیگمنت های معدنی رنگ ایجاد شده در نتیجه انتقال بار بین فلزات است و بخصوص فلزات واسطه در این مورد بهتر عمل می کنند.

انواع پیگمنت های معدنی

انواع معدنی آن شامل:

سفید یا معدنی طبیعی

اکسید آهن زرد

اکسید آهن سیاه

معدنی مصنوعی و رنگی کروم سبز

معدنی مصنوعی و رنگی سرب قرمز

اکسید مس

پودرآلومینیوم برنز و روی

هستند.

آلی

این ترکیبات مواد شیمیایی آلی هستند که بر روی هسته آلومینیوم هیدروکسید که یک ترکیب معدنی است، رسوب داده می شود. این پیگمنت ها نسبت به نوع معدنی کاربرد بیشتری دارند و از مهم ترین آن ها می توان به فتالوسیانین ها اشاره کرد که این ترکیب در دو رنگ آبی و سبز وجود دارد. امروزه برخی از این رنگدانه ها ساختار آلی فلزی دارند.

در این رنگدانه ها پیوندهای دوگانه مزدوج می توانند نور مرئی را جذب کنند و رنگ هایی را که می بینیم را ایجاد کنند.

تفاوت پیگمنت آلی و معدنی
پیگمنت های آلی دارای درخشندگی و روشنی بسیار زیادی هستند. از این ترکیبات می توان در رنگ های روشن استفاده کرد. اما فاقد رنگ سفید هستند. برخلاف ترکیبات آلی، نوع معدنی آن ها دارای رنگ های سفید و سیاه براق و درخشان هستند و برای ایجاد این رنگ ها به کار می روند. مقاومت حرارتی پیگمنت های معدنی در مقایسه با آلی بیشتر است و می توانند تا دمای 300 درجه سانتیگراد پایداری دارند. ترکیبات آلی در محلول های آلی حل می شوند در حالیکه ترکیبات معدنی در حلال های آلی حل نمی شوند. مقاومت ترکیبات معدنی در مقابل نور UV بالا بوده و خاصیت ضد خوردگی دارند.
ویژگی ها
این ترکیبات ساختار کریستالی دارند.
مقاومت حرارتی بالایی دارند.
در برابر اسیدها و بازها مقاوم هستند.
در مقابل نور و تغییرات هوایی مقاوم هستند.
توزیع و پخش شوندگی مناسبی دارند.
در رنگ بندی های متنوع وجود دارند.
در اندازه های مختلف و ابعاد متفاوت موجود است.
ساختار شیمیایی پیگمنت ها در شکل زیر مشاهده می شود:

اندازه ذرات در پیگمنت ها در سطح درخشندگی آن ها نقش دارد. همچنین می توان میزان پوشش دهی را با کنترل اندازه ذرات نیز کنترل کرد. از دیگر ویژگی های آن می توان به اشکال متفاوت آن اشاره کرد.این رنگدانه ها به صورت کروی، سوزنی، مکعبی، ورقه ای و گره گره هستند. متناسب با اندازه مولکول ها، وزن مخصوص این مواد متفاوت است.
کاربرد پیگمنت ها
از این ترکیبات استفاده های بسیاری می شود. استفاده از رنگدانه ها در صنایع مختلف مشاهده می شود. بسیاری از پوشش های از سطوح فلزی، چوبی و… گرفته تا اتومبیل ها از این مواد استفاده می کنند. مهم ترین کاربرد این مواد در صنعت تولید رنگ است که در ادامه به برخی از آن ها اشاره خواهیم کرد:
تولید لاک
ورنی
رنگ های سلولزی
رنگ های پلاستیکی
تولید رنگ های روغنی
مرکب های چاپ
همچنین از آنها در تولید رنگ کاغذ و رنگ تاسیسات آهنی بهره می برند.
جمع بندی
پیگمنت ها در دسته ترکیبات مهم در صنعت رنگ و پوشش هستند. این ترکیبات به علت پایداری حرارتی بالا و مقاومت بالایی که در مقابل خوردگی دارند در ساخت بسیاری از تاسیسات کاربرد دارند. در دو دسته آلی و معدنی قرار دارند که هر کدام آن ها ویژگی های خاص خود را دارند. متناسب با ویژگی های آن ها کاربردهای آن ها نیز متفاوت است. همچنین این ترکیبات به دو صورت طبیعی و مصنوعی (سنتزی) موجود هستند.