Понятие «красящее вещество» подразумевает возможность окрашивания любого субстрата. # хранения волокон, подкрашивание пищевых продуктов (пищевые пасты, сливочное масло и т.д.) все окрашенные химические вещества можно назвать красящими веществами однако пока не существует универсальных красителей одни пригодны для одних целей, другие для других. К примеру каротином моркови можно окрашивать пищевые продукты но он не годится для хранения текстильных волокон. Тем не менее когда мы говорим о крашение какого либо субстрата то имеем виду стабильность окрашивания, т.е. стойкое к определенным испытаниям на прочность. Таким образом принимая во внимание практическую сторону вопроса, понятие «красящее вещество», которое по своей природе способно устойчиво сохраняться на субстрате. В идеальном случае мы хотим, чтобы окрашенное изделие сохраняло свой первоначальный цвет, пока оно существует.
II. Органические красители
Для изготовления окрашенных пластмасс и резины применяют органические красители двух классов — органические пигменты и растворимые красители.
Отечественная номенклатура органических красителей не всегда отражает их химическое строение. Часто в названии красителя указывают лишь его цвет и приводят букву характеризующую оттенок («Ж» – «желтоватый», «З» – «зеленоватый», «С» — «синеватый» усиление оттенка обозначают цифрой например 2К, 4Ж.
Полимерные материалы можно окрашивать органическими красителями в различные цвета, обладающие яркостью и чистотой тона. Высокая красящая способность позволяет вводить органические красители в полимерные материалы в небольших количествах (0,01-0,1 %) которые не вызывают изменения механических или электрических свойств готовых изделий.
Водоэмульсионные краски.
Их также называют вододисперсионными. Являют собой эмульсию, полученную из воды, пигментов и мельчайших частичек полимеров, выступающих в качестве основы, пребывающих в водной среде во взвешанном состоянии, при этом частицы эмульсии не растворены, а, скорее, разбавлены. Водоэмульсионная краска проницаема для водяного пара. После нанесения краски на поверхность вода испаряется, а полимерная пленка отвердевает. После этого поверхность уже не боится воздействия воды. Водоэмульсионные краски обладают рядом прекрасных качеств. Они не имеют резких неприятных запахов, не создают вредных испарений. Также краска легко смывается с тканей и рук, если еще не засохла. Прекрасно ложится на любые поверхности, кроме тех, которые были покрыты глянцевой краской. Иногда в краску добавляют латекс. Он добавляет лакокрасочному покрытию сильнейший водоотталкивающий эффект, что позволяет мыть поверхность неограниченное количество раз.
Кислотные красители
Это типичные основные красители, которые при сульфировании образуют кислотные красители. Сами по себе феназины бесцветны, но их четвертичные соли окрашены достаточно интенсивно. Технология азиновых красителей была разработана в период 1880—1900 г.г. усилиями Витта, Каро, Штраубе, Герпа и других.
В результате этих работ появились эуродин и сафранин (N-алкил- и фенилпроизводные феназинов), а также более сложные по строению индулины и нигрозины. Химическая структура этих красителей была выяснена значительно позже, в 20-х годах нашего столетия, благодаря исследованиям Керманна, но сама технология не претерпела существенных изменений со времени первооткрывателей, за исключением некоторых новых красителей, полученных уже 1900-х годах. До настоящего времени многие из этих красителей имеют важное техническое и коммерческое значение. Достаточно сказать, что в США производство только одного нигрозина, применяемого для типографских красок, лент пишущих машин, кремов для обуви и т. д., достигает 4 тыс. т в год. —Строение самого простого сафранинового красителя ярко-красного цвета, сафранина Б, показано формулой.
Этому красителю (1878) предшествовал сафранин Т. Из-за низкой светостойкости эти, как и другие сафранины, не применяются сейчас для окраски тканей, но иногда используются для крашения бумаги.
К технически важным азиновым красителям более сложного (строение многих окончательно не установлено) состава относятся индулины и нигрозины, модификацией которых получают красители, пригодные для крашения тканей, дерева, производства чернил, лаков, кремов и др.
К диазинам относится также группа черных анилиновых красителей, получаемых непосредственно на субстрате (хлопок, мех) окислением различных анилинов бихроматом, хлоратом или перекисью водорода. Такова вкратце химия диазиновых красителей.
Фуксин и трефенилметановые красители. В исторический год открытия мовеина Танансоном, а затем и другими химиками был синтезирован фуксин. Он появился на рынке в 1859 г. под названием маджента — в память о победе французов над австрийцами в битве при Мадженте.
Фуксин является представителем большой группы трифенилметановых красителей, среди которых существуют кислотные, основные, протравные пигменты и красители для растворителей. Их отличает чистота и яркость окрасок, хотя прочность, в том числе светостойкость, часто оставляют желать лучшего. Строение трифенилметановых красителей отвечает общей формуле, где в зависимости от заместителей (количество и положение амино- и оксигрупп) намечается три ряда красителей, охватывающих почти всю цветовую гамму:
- а) ряд фиолетового Дейбнера: Х=Н, У=МН2, y’=NH2, Z=H; малахитовый зеленый: Х=Н, У=М(СН3)2, У’=М(СН3)2. Z=H;
- б) ряд фуксина: Х=У=МН2, y=NH2, Z=H, CH3;
- в) ряд аурина (розоловая кислота): Х=У=ОН| У’=0, Z=H.
Из этих трех красители ряда фуксина были получены значительно раньше остальных. Первый представитель ряда фиолетового Дейбнера, малахитовый зеленый, был открыт О. Фишером только в 1877 г. Сам фуксин, учитывая способ его получения (совместное окисление анилина и толуидинов), представляет собой смесь соединений, глазными компонентами которой являются парарозанилип (Z=H) и розанилин (Z=CH3). Специальным синтезом эти компоненты могут быть получены в чистом виде.
Особенности пигментных веществ неорганического происхождения
В результате исследований выявлено, что основной характеристикой таких пигментов, влияющей на другие показатели, является ее структурная особенность. Кроме структуры пигменты отличаются следующими свойствами:
Химическими
Они непосредственно зависят от состава, который в свою очередь практически не является чистым и содержит, как правило, несколько элементов. К примеру, у свинцовых белил есть особенность быстро разрушаться, если даже на нее воздействовать довольно слабыми кислотами, а белый диоксид титана наоборот очень устойчив и для его разрушения потребуется сильноконцентрированная серная кислота. Для изменений различных характеристик и придания им специфики состав неорганических пигментов изменяют, добавляя разные примеси – это могут быть магний, кальций, кремний, а так же ряд других поверхностно-активных веществ.
Кристаллическими
Данные свойства обусловлены тем, что частички пигментов являются кристаллами, которые имеют свою геометрическую форму и характерные особенности. Например, анизотропные качества пигментов вызваны оптическими, магнитными, тепловыми и электрическими свойствами таких кристаллов, а также их прочностью и скоростью, с которой они растут. От кристаллического состояния зависит и изоморфизм и полиморфизм. При синтезе возможно добавление специальных веществ, обеспечивающих определенную кристаллизацию пигментных частиц.
Оптическими
Прямая зависимость от цветового окраса пигментного вещества, влияет на окрас и защитные свойства лакокрасочных материалов. К примеру, если у покрытия белый окрас, то оно не нагревается, отражая падающие лучи.
Показателями плотности
Напрямую зависят от кристаллизации частиц и могут иметь существенные различия. Так, у свинцового сурика, одного из «наитяжелейших» пигментов, она составляет 8 600кг/м3, а у «легкой» лазури -1 920кг/м3. От плотности пигмента зависит массовая доля изготовляемого материала. Существует еще насыпная плотность, она показывает занимаемую массу пигмента, и насыпной объем, соответственно, характеризующий занимаемый объем.
Показателями твердости
При высоких показателях твердости требуется больше усилий для размельчения. Данное свойство влияет так же на физико-механические показатели лакокрасочных материалов. Так при применении железооксидного пигмента лакокрасочные материалы отличаются повышенной абразивностью.
Особенностями вида
Бывает кубическая, игольчатая, сферическая, зернистая, чешуйчатая, пластинчатая формы, смотря каким образом получен пигмент и какая проводилась обработка. Воздействует на характеристики атмосферостойкости, укрывистости и маслоемкости пигментных веществ. У чешуйчатых и игольчатых пигментов наиболее оптимальный набор характеристик.
Дисперсностью
Характеризует насколько раздроблены частицы, данное свойство растет пропорционально их измельчению, при этом увеличивается удельная поверхность. Существуют монодисперсные порошки, в которых частицы только одного размера, и полидисперсный вариант порошка – в нем присутствуют разные частицы. Дисперсность характеризует оптические и защитные свойства лакокрасочного покрытия. При максимальном измельчении, которое проводится обычно с применением струйных мельниц, пигмент называется микронизированный или микроизмельченный.
Красители основные и протравные
Во всех трифенилметановых красителях хромофором является паpa-хиноидное бензольное ядро, обведенное в формуле пунктиром. Красители первых двух рядов по способу применения являются основными, последнего ряда — протравными.
Дальнейшие исследования в ряду фуксина были направлены на изменение свойств красителей с целью расширения области их применения (получение новых оттенков, возможность окрашивания шерсти). Этого удалось добиться введением алкильных групп по атомам азота (фиолетовый Лаута, кристаллический фиолетовый) и сульфированием.
Сульфирование фуксина проводили
- Гоффманн (1858),
- Жирар и Де Лер (1861)
- Николсон (1862).
Первым кислотным красителем этого ряда оказался анилиновый синий (трисульфокислота N, N’, N» — трифенилфуксина).
Многие сульфопроизводные были получены и в других рядах, что привело к выпуску кислотных красителей зеленого, синего (в ряду фиолетового Дейбнера) и фиолетового (в ряду фуксина) цветов. При использовании в синтезе трнфенилметановых красителей N-этил-N-бензиланилина были получены ценные кислотные красители фиолетового, синего и зеленого цветов. Светостойкость трифинилметановых красителей может быть улучшена введением в молекулу остатков индола или пиразолона (1932). Известны также красители, содержащие, в отличие от фенильных, другие (например, нафтильные) ароматические остатки. В ряду аурина наибольший интерес представляют красители, содержащие остаток салициловой кислоты. К ним относятся хромоксаны, которые при обработке солями хрома на ткани образуют прочные окраски.
Хинолиновый синий и полиметиновые красители. Хинолиновый синий (цианин Вильямса, 1856) — первый представитель цианиновых красителей, принадлежащих к классу полиметиновых, содержащих этиленовые связи, В 80-х гг. были получены хилолиловый красный (Якобсен, 1882) и этиловый красный (Хоогенфорфф и Ван Доорс, 1883).
Все эти красители, несмотря на яркие окраски, не представляли интереса для кремния из-за низкой светостойкости и неустойчивости к кислотам. Интерес к ним возник значительно позже, когда Фогель обнаружил способность хинолинового синего повышать чувствительность (сенсибилизировать) фотоэмульсии с галогенидом серебра к красно-оранжевым лучам. Далее было установлено, что этиловый красный и панацианол из той же группы цианинов повышают чувствительность бромида серебра в зонах 520—570 нм и 570—660 нм соответственно. Исследования, вызванные опытами Фогеля, продолжали развиваться по мере того, как обнаружилось, что многие другие цианины способны сенсибилизировать фотоэмульсии.
Органические пигменты, в отличие от неорганических, не обладают защитными свойствами, они являются чисто декоративными пигментами. Яркие, чистые, насыщенные цвета органических пигментов позволяют получать широкую гамму расцветок, которую невозможно создать, используя неорганические пигменты. Органические пигменты отличаются очень высокой красящей способностью, многие из них прозрачны (лессируют). Их красящая способность обусловлена преимущественно поглощением, а не рассеянием света, поэтому органические пигменты в основном применяют в смесях с укрывистыми белыми неорганическими пигментами и наполнителями, а иногда для подцветки и с цветными.
Наиболее тревожные эффекты в первом случае касаются процессов контактного дерматита, вызванных определенными красителями, не полностью включенными в волокно, главным образом с участием потребителей, которые поддерживают тесную близость между красной тканью и участками кожи, подверженной транспирации 41. Пример такого типа Часто встречающаяся реакция основана на случаях красителей дисперсного типа, в которых частица адсорбируется на волокне.
Однако, как правило, уровень риска для населения представляется небольшим по сравнению с пероральным введением этих соединений. Несколько примеров чувствительности этого типа были результатом воздействия реактивных красителей. Выбросы из красильной промышленности или процессы, связанные с краской в текстильной промышленности, не обработанные должным образом, до того, как они будут выбрасываться в естественные воды, способные достичь водохранилищ и водоочистных сооружений, являются наиболее возникающей экологической проблемой.
Органические пигменты по своей природе высокодисперсны, их первичные частицы имеют размер 0,005-0,1 мкм (Sуд=50-100 м2/г), но они всегда прочно агрегированы и поэтому трудно поддаются диспергированию. Плотность органических пигментов небольшая (1500 — 1800 кг/м3), насыпной объем и маслоемкость высокие (табл.). Они гидрофобны, в воде практически не диспергируются и теряют яркость тона — тускнеют. Этот недостаток при необходимости устраняют, гидрофилизируя поверхность, например, сульфированием.
Таким образом, сильно нерастворимые красители, которые требуют низкой растворимости в процессе нанесения, проявляют меньшую биодоступность, чем другие красители, содержащие сульфогруппы, которые увеличивают растворимость, хотя они содержат токсичные остатки в промывной воде из-за более низкой фиксации.
Обилие стандартов и правил, разработанных на протяжении многих лет для контроля цветных хвостохранилищ, оказало большое влияние на красительную промышленность и ее корреляты, а также создало большую путаницу для потребителей. Имеется сравнительно небольшая литература о влиянии этих отбросов на качество воды и на водные экосистемы. Однако в зависимости от типа красителя и требуемого способа применения конечная стадия крашения может значительно способствовать высвобождению хвостов различных химических веществ различного состава, используемых на этапах сборки и присоединения.
Многие органические пигменты имеют склонность к миграции —
всплыванию в красках и неотвержденных пленках, что вызывает неравномерность окраски, а также переход на другие контактирующие с покрытием материалы — «пачкают». Миграцию подавляют модифицированием поверхности пигментов кремнийорганическими ПАВ.
Основным препятствием к широкому использованию органических пигментов в лакокрасочных материалах в недавнем прошлом была их недостаточная светостойкость (светопрочность). Под влиянием УФ-лучей, особенно в присутствии оксида цинка и диоксида титана, обладающих фотоактивностью, органические пигменты быстро теряли свою окраску — выцветали. Наряду с низкой светостойкостью они имели и недостаточную термостойкость, что препятствовало применению их в лакокрасочных материалах горячего отверждения.
Кроме того, некоторые проблемы, связанные с классом реактивных красителей, вызывают тревогу, особенно если учесть, что эта группа красителей является одной из самых используемых в Бразилии для крашения хлопка. Этот класс красителей характеризуется наличием химически активных групп, способных ковалентно реагировать с целлюлозой в текстильной промышленности, но эта реакция расширяется в биохимии для очистки белков с помощью проверенной реакции с биологически важными молекулами 45. Таким образом, остатки этого красителя могут быть очень вредны, когда они присутствуют в любом живом организме.
Эти недостатки преодолены получением новых полициклических соединений с повышенной молекулярной массой и определенных кристаллических форм (хинакридоновые, диоксазиновые и др.), а также комплексных соединений, содержащих металлы. Высокая стоимость новых видов свето- и термостойких органических пигментов, обусловленная многостадийностью и сложностью их синтеза и специальной обработки, окупается малым их расходом, обусловленным высокой красящей способностью, а также повышенным сроком службы покрытий при использовании органических пигментов в смеси с неорганическими. Свето — и атмосферостойкость Органических пигментов и их миграционную стойкость оценивают в баллах от 1 до 8 по соответствующим ГОСТам.
Инактивация этих хвостов обычно осуществляется посредством реакций гидролиза их функциональных групп, что делает краситель химически инертным. Некоторые авторы продемонстрировали, что эти соединения в негидролизованной форме 8, 14 обладают высокой гидролитической стабильностью в нейтральной среде, что позволяет обеспечить жизнеспособность 50 лет в водных средах, вызывая выразительную озабоченность экологическими аспектами.
Применение и производство других текстильных красителей на основе серы, комплексов металлов, дисперсного типа и других высокорастворимых, хотя и выпускающих более легко удаляемые отходы, часто включают вторичные вещества, которые демонстрируют значительные экологические проблемы из-за токсичности этих материалов. Однако общий анализ исследований в литературе по этим цветным стокам показал, что необходимо гораздо больше узнать о транспортировке и обработке этих соединений.
Физико-технические свойства некоторых органических пигментов | ||||||
Пигмент | Плотность, | Насыпной объем, | Удельная поверхность, | Масло-емкость, г/100 г | Укрывистость, г/м2 | Светостойкость, балл |
Азопигменты | ||||||
Желтый прочный 3 | 1400 | 3,1 | 16 | 62 | 20 | 4 |
Желтый светопрочный | 1400 | 7,3 | 14 | 66 | 50 | 4-6 |
Алый Ж | 1550 | 4,7 | 13 | 50 | 18 | 2-3 |
Красный С | 1440 | 3,2 | 18 | 96 | 11 | 2-3 |
Диазопигменты | ||||||
Желтый кроющий О | 1210 | 2,9 | 33 | 60 | 30 | 7-8 |
Фталоциапиновые | ||||||
Голубой 23У | 1540 | 5,3 | 60 | 56 | 11 | 7-8 |
Зеленый | 2020 | 2,3 | 35 | 46 | 17 | 8 |
Полициклические | ||||||
Ярко-оранжевый антрахино-новый | 1730 | 4,5 | 45 | 80 | 25 | 7 |
Синий антрахиноновый | 1560 | 3,2 | 46 | 120 | 10 | 7-8 |
Красно-фиолетовый периле-новый | 2160 | 2,2 | 46 | 76 | 8 | 7 |
Строгой общепринятой классификации органических пигментов не существует. По химическому составу органические пигменты разделяют на классы: азопигменты и азолаки, фталоцианиновые, полициклические, лаки основные (трифенилметановые) и др. Согласно технической классификации различают: собственно органические пигменты —
это окрашенные органические соединения, не растворимые в воде, растворителях, пластификаторах и пленкообразователях, и
осажденные —
это растворимые красители, переведенные в нерастворимые соли или комплексные соединения. Такие осажденные органические пигменты называют красочными или пигментными «лаками». Это устаревшее и не очень хорошее название не следует смешивать с общепринятым понятием о лаках как растворах пленкообразующих веществ. Осажденные пигменты бывают трех типов:
Можно сделать вывод, что синтетические текстильные красители представляют собой большую группу органических веществ, которые могут оказывать нежелательное воздействие на окружающую среду; и некоторые из них могут представлять угрозу для пользователей. Основной момент, который необходимо подчеркнуть, — это осознание производителями и коммунальными услугами такого типа соединений, чтобы решить проблему у источника.
Таким образом, инвестиции в поиск все более эффективных методов очистки сточных вод в выходном порту промышленности, когда облегчается характеристика и количественная оценка загрязняющего вещества, могут быть намного меньше, чем затраты на третичное лечение для удаления этих продуктов на дне уровня концентрации и в присутствии многих других интерферентов.
1. красочные лаки
(тонеры — анг.; фарблаки — нем.) — водорастворимые кислотные соединения, переведенные в нерастворимые соли поливалентных металлов, или основные соединения, переведенные в нерастворимые соли фосфорной, кремниевой и других кислот;
2. крапплаки
—
комплексные соединения антрахинонов (ализарина) с ионами Ca, Al, Fe, Sn, Cr и других металлов.
В этом контексте стимул к исследованиям является первопричиной в разработке новых красителей, способных удовлетворить потребности производителя и защиты человека и окружающей среды. Для этого великим триумфом будет разработка красителей, которые легко восстановить и повторно использовать или с необычайной фиксирующей способностью. Усиление способности молекулы красителя оставаться в волокне уменьшало бы количество красителя, необходимого в процессе крашения, уменьшая стоимость и, безусловно, улучшало бы качество сточных вод.
Красители и их промежуточные продукты; Эдвард Арнольд Лтд.; Лондон. Хутцингер в «Справочнике по экологической химии», т. 3А, «Спрингер Берлин». Пищевые красители являются частью повседневной жизни большинства людей и присутствуют в различных продуктах питания. Знайте типы красителей и как их идентифицировать.
3. Прочные красочные лаки
(фастели — анг.; фанали — нем.) — соли основных красителей (трифенилметановых) со сложными фосфорно-вольфрамо-молибденовыми гетерополикислотами.
I. Введение
II. Органические красители
2.1 История создания
2.2 Классификация
2.3 Характеристики отдельных красителей и их использование
Появление пищи стимулирует или угнетает аппетит и цвет, оказывает большое влияние на прием пищевого продукта. Именно благодаря цвету потребители стимулируются ежедневно и в пищевой промышленности, цвет является важным параметром, используемым в контроле качества.
Цвет также определяет вкус пищи. Когда пища не соответствует цвету, она отвергается потребителем, поскольку считается, что она изменена. Пищевая окраска — это добавка, добавленная к пище с целью изменения ее цвета. Красители присутствуют во многих промышленно развитых продуктах, таких как печенье, мороженое, торты, макароны и напитки.
2.4 Санитарные требования использования красителей
III. Заключение
Список используемой литературы
І. Введение
Понятие «красящее вещество» подразумевает возможность окрашивания любого субстрата. # хранения волокон, подкрашивание пищевых продуктов (пищевые пасты, сливочное масло и т.д.) все окрашенные химические вещества можно назвать красящими веществами однако пока не существует универсальных красителей одни пригодны для одних целей, другие для других. К примеру каротином моркови можно окрашивать пищевые продукты но он не годится для хранения текстильных волокон. Тем не менее когда мы говорим о крашение какого либо субстрата то имеем виду стабильность окрашивания, т.е. стойкое к определенным испытаниям на прочность. Таким образом принимая во внимание практическую сторону вопроса, понятие «красящее вещество», которое по своей природе способно устойчиво сохраняться на субстрате. В идеальном случае мы хотим, чтобы окрашенное изделие сохраняло свой первоначальный цвет, пока оно существует.
Красители добавляются в обработанные пищевые продукты по ряду причин: восстановить цвет, потерянный при обработке, и сохранить идентичность продукта; обеспечить равномерность цвета; интенсифицировать цвет обработанных продуктов, таких как соусы и безалкогольные напитки; помощь в защите светочувствительных ароматов и витаминов при хранении с помощью светового луча; служат визуальным индикатором качества.
Бразильское законодательство рассматривает как краситель вещество или смесь веществ, которые обладают свойством придания или усиления окраски пищевых продуктов и напитков. Красители классифицируются как. Природный органический краситель — полученный из растительного или, возможно, животного, принцип окраски которого был выделен с использованием соответствующего технологического процесса.
II. Органические красители
Для изготовления окрашенных пластмасс и резины применяют органические красители двух классов — органические пигменты и растворимые красители.
Отечественная номенклатура органических красителей не всегда отражает их химическое строение. Часто в названии красителя указывают лишь его цвет и приводят букву характеризующую оттенок («Ж» – «желтоватый», «З» – «зеленоватый», «С» — «синеватый» усиление оттенка обозначают цифрой например 2К, 4Ж.
Синтетический органический краситель — полученный органическим синтезом с использованием соответствующего технологического процесса. Искусственный краситель — это синтетический органический краситель, не найденный в натуральных продуктах. Синтетический органический краситель, идентичный натуральному, — это синтетический органический краситель, химическая структура которого аналогична структуре активного вещества, выделенной из натурального органического красителя.
Неорганический краситель — полученный из минеральных веществ и представленный процессам разработки и очистки, соответствующим его использованию в пищевых продуктах. Карамель — натуральный краситель, полученный нагреванием сахаров при температуре выше точки плавления.
Полимерные материалы можно окрашивать органическими красителями в различные цвета, обладающие яркостью и чистотой тона. Высокая красящая способность позволяет вводить органические красители в полимерные материалы в небольших количествах (0,01-0,1 %) которые не вызывают изменения механических или электрических свойств готовых изделий.
Карамельная краска: натуральная или искусственная?
Карамельные красители представляют собой сложные смеси компонентов, изготовленные из нагревания углеводов, с кислотами, щелочами или солями или без них, и классифицируются в соответствии с реагентами, используемыми при их изготовлении, как описано ниже.
Использование красителей в пищевых продуктах
Однако присутствие других типов красителей и других пищевых добавок, используемых в пищевых продуктах, должно быть указано в списке ингредиентов продукта.
Список природных и искусственных красителей
Ниже приводится полная классификация разрешенных пищевых красителей в Бразилии.
2.1 История создания
Мовеин и диазиновые красители. Строение открытого в 1856 г. Перкиным мовеина можно представить двумя мезо-мерными структурами (1, а и 1, б) в зависимости от положения положительного заряда. В формуле, как и во всех последующих формулах катионного типа, не показано строение аниона, так как оно не имеет большого значения для свойств красителя.
Список продуктов без красителей и искусственных красителей
Существует не последнее законодательство, в котором перечислены все разрешенные пищевые красители. В приведенных ниже таблицах обобщаются виды использования пищевых красителей с их соответствующими законодательствами. В таблицах представлены продукты и соответствующее законодательство министерств здравоохранения и сельского хозяйства, животноводства и снабжения, которые регулируют использование красителей.
Продукты, в которых использование красящих веществ не разрешено
Продукты, в которых добавление искусственных цветов не допускается
Пища, в которой использование искусственных цветов допускается бразильским законодательством. Пигменты и красители являются полезными веществами во многих областях применения: от продуктов питания до текстиля, косметики и покрытия.
Мовеин, хотя и открытый вслед за пикриновой и розоловой кислотами, по праву считается первым синтетическим красителем. Его промышленное производство было начато в Лондоне уже в 1857 г., тогда как пикриновая кислота (получена Вульфом окислением натурального индиго азотной кислотой), из-за высокой стоимости производства, и розоловая кислота (синтезирована Рунге окислением сырого фенола), из-за низких колористических показателей, таки остались «бедными родственниками мовеина без славы и богатства». Мовеин применяли для крашения хлопка по оловянной протраве, шерсти и главным образом шелка, о Именно на шелке наиболее полно проявлялись красота, живость и яркость его окраски. Он очаровал восторженных покупателей и сразу же стал необычайно популярным.Рассказывают (быль или легенда?), что само название красителя связано с первым появлением в магазинах Лондона шелков, окрашенных красителем Перкина: толпа покупателей на улицах была настолько велика, что затрудняла уличное движение, и лондонская полиция, пытаясь навести порядок, непрерывно подгоняла толпу: «проходите, проходите» (Move on, Move on).
Пигменты и красители представляют собой природные или синтетические органические или минеральные красители, используемые для обеспечения определенного цвета среды или поверхности. Красители растворимы в среде использования и имеют низкую или совсем непрозрачную силу. Они фиксируются химическим связыванием с носителем либо непосредственно, либо с предварительной обработкой.
Пигменты являются нерастворимыми материалами, измельченными и диспергированными в среде, часто служащей в качестве связующего. Они осаждаются на поверхности носителя, подлежащего обработке, или распределяются однородно в массе материала, подлежащего окрашиванию. В отличие от красителей, пигменты действуют на определенные свойства использования конечного соединения по их оптическим и физико-химическим свойствам.
Мовеин относится к классу диазиновых (азиновых) красителей, содержащих пиразиновое кольцо а точнее, ядро дибезпиразина (феназина), который и является хрономером:
Это типичные основные красители, которые при сульфировании образуют кислотные красители. Сами по себе феназины бесцветны, но их четвертичные соли окрашены достаточно интенсивно. Технология азиновых красителей была разработана в период 1880-1900 г.г. усилиями Витта, Каро, Штраубе, Герпа и других. В результате этих работ появились эуродин и сафранин (N-алкил- и фенилпроизводные феназинов), а также более сложные по строению индулины и нигрозины. Химическая структура этих красителей была выяснена значительно позже, в 20-х годах нашего столетия, благодаря исследованиям Керманна, но сама технология не претерпела существенных изменений со времени первооткрывателей, за исключением некоторых новых красителей, полученных уже 1900-х годах. До настоящего времени многие из этих красителей имеют важное техническое и коммерческое значение. Достаточно сказать, что в США производство только одного нигрозина, применяемого для типографских красок, лент пишущих машин, кремов для обуви и т. д., достигает 4 тыс. т в год. -Строение самого простого сафранинового красителя ярко-красного цвета, сафранина Б, показано формулой.
В текстильной или косметической промышленности часто необходимы промежуточные продукты, чтобы исправить окраску. Это известно как протравы в текстиле: эти продукты позволяют прививать окрашивающее вещество на волокно. В косметике временные красители требуют использования транспортных средств для фиксации красителей на волосах.
Красители находятся в пищевых продуктах, химических веществах, косметике, пластмассах, текстиле и коже. Пигменты используются в косметике, красках, чернилах, покрытиях, пластмассах, стеклянной посуде, керамике, бетоне и т.д. 4, 4′-диаминодифенилметан, используемый в качестве азокрасителя, является одним из них. 13 веществ, используемых для производства красителей или пигментов, также включаются в список веществ-кандидатов для разрешения.
Этому красителю (1878) предшествовал сафранин Т. Из-за низкой светостойкости эти, как и другие сафранины, не применяются сейчас для окраски тканей, но иногда используются для крашения бумаги.
К технически важным азиновым красителям более сложного (строение многих окончательно не установлено) состава относятся индулины и нигрозины, модификацией которых получают красители, пригодные для крашения тканей, дерева, производства чернил, лаков, кремов и др.
К диазинам относится также группа черных анилиновых красителей, получаемых непосредственно на субстрате (хлопок, мех) окислением различных анилинов бихроматом, хлоратом или перекисью водорода. Такова вкратце химия диазиновых красителей.
Фуксин и трефенилметановые красители. В исторический год открытия мовеина Танансоном, а затем и другими химиками был синтезирован фуксин. Он появился на рынке в 1859 г. под названием маджента — в память о победе французов над австрийцами в битве при Мадженте.
Фуксин является представителем большой группы трифенилметановых красителей, среди которых существуют кислотные, основные, протравные пигменты и красители для растворителей. Их отличает чистота и яркость окрасок, хотя прочность, в том числе светостойкость, часто оставляют желать лучшего. Строение трифенилметановых красителей отвечает общей формуле, где в зависимости от заместителей (количество и положение амино- и оксигрупп) намечается три ряда красителей, охватывающих почти всю цветовую гамму:
а) ряд фиолетового Дейбнера: Х=Н, У=МН 2 , y»=NH 2 , Z=H; малахитовый зеленый: Х=Н, У=М(СН 3) 2 , У»=М(СН 3) 2 . Z=H;
б) ряд фуксина: Х=У=МН 2 , y=NH 2 , Z=H, CH 3 ;
в) ряд аурина (розоловая кислота): Х=У=ОН| У»=0, Z=H.
Из этих трех красители ряда фуксина были получены значительно раньше остальных. Первый представитель ряда фиолетового Дейбнера, малахитовый зеленый, был открыт О. Фишером только в 1877 г. Сам фуксин, учитывая способ его получения (совместное окисление анилина и толуидинов), представляет собой смесь соединений, глазными компонентами которой являются парарозанилип (Z=H) и розанилин (Z=CH 3). Специальным синтезом эти компоненты могут быть получены в чистом виде.
Во всех трифенилметановых красителях хромофором является паpa-хиноидное бензольное ядро, обведенное в формуле пунктиром. Красители первых двух рядов по способу применения являются основными, последнего ряда — протравными.
Дальнейшие исследования в ряду фуксина были направлены на изменение свойств красителей с целью расширения области их применения (получение новых оттенков, возможность окрашивания шерсти). Этого удалось добиться введением алкильных групп по атомам азота (фиолетовый Лаута, кристаллический фиолетовый) и сульфированием. Сульфирование фуксина проводили Гоффманн (1858), Жирар и Де Лер (1861) и Николсон (1862). Первым кислотным красителем этого ряда оказался анилиновый синий (трисульфокислота N, N», N»» — трифенилфуксина). В дальнейшем многие сульфопроизводные были получены и в других рядах, что привело к выпуску кислотных красителей зеленого, синего (в ряду фиолетового Дейбнера) и фиолетового (в ряду фуксина) цветов. При использовании в синтезе трнфенилметановых красителей N-этил-N-бензиланилина были получены ценные кислотные красители фиолетового, синего и зеленого цветов. Светостойкость трифинилметановых красителей может быть улучшена введением в молекулу остатков индола или пиразолона (1932). Известны также красители, содержащие, в отличие от фенильных, другие (например, нафтильные) ароматические остатки. В ряду аурина наибольший интерес представляют красители, содержащие остаток салициловой кислоты. К ним относятся хромоксаны, которые при обработке солями хрома на ткани образуют прочные окраски.
Хинолиновый синий и полиметиновые красители. Хинолиновый синий (цианин Вильямса, 1856) — первый представитель цианиновых красителей, принадлежащих к классу полиметиновых, содержащих этиленовые связи, В 80-х гг. были получены хилолиловый красный (Якобсен, 1882) и этиловый красный (Хоогенфорфф и Ван Доорс, 1883).
Все эти красители, несмотря на яркие окраски, не представляли интереса для кремния из-за низкой светостойкости и неустойчивости к кислотам. Интерес к ним возник значительно позже, когда Фогель обнаружил способность хинолинового синего повышать чувствительность (сенсибилизировать) фотоэмульсии с галогенидом серебра к красно-оранжевым лучам. Далее было установлено, что этиловый красный и панацианол из той же группы цианинов повышают чувствительность бромида серебра в зонах 520-570 нм и 570-660 нм соответственно. Исследования, вызванные опытами Фогеля, продолжали развиваться по мере того, как обнаружилось, что многие другие цианины способны сенсибилизировать фотоэмульсии. Благодаря исследованиям Кёиига, Фишера, Кауфмана, Милса, Хоумера, Брукера, Мана, Ван Дормеля, Ниса, японских авторов Фунзи, Тахакаши, а также работам в последние десятилетия советских химиков Бабичева, Левкоева, Кип-приянова, Свешникова и других химия цианинов получила блестящее развитие как в теоретическом аспекте, так и в практическом. В настоящее время существуют соединения, которые сенсибилизируют ко всем областям спектра, включая инфракрасную область, в результате чего стали возможными цветная фотография и фотография в инфракрасных лучах, что ранее казалось довольно сложной задачей.
В структуре цианинов содержится полиметиновая цепочка, имеющая на концах атомы азота, входящие в одинаковые или разные гетероциклы.
Здесь п=0 или четному числу, пунктиром обозначены гетероциклические кольца. Один из атомов азота несет положительный заряд и является электроноакцепторным. Таким образом, через систему сопряженных двойных связей осуществляется донорно-акцепторное взаимодействие с другим донорным атомом азота.
К полиметиновьш красителям принадлежат мероциа-нины, гемицианины и стириловые красители. С практической стороны интересны астрафлоксин ФФ — гемицианин на основе индола, астразоны, применяемые для крашения ацетатного щелка, и стириловые красители, используемые как дисперсные.
Некоторые цианины обладают антигельминтной активностью, а также бактерицидными и химиотерапевтичее-лк-ми свойствами. Определенные цианины нашли применение в лазерной технике.
Такова коротко история метинозых красителей, которая на этом не кончается, если задуматься о их важной роли в современной технике.
Анилиновый желтый и азокрасители.
Первый азокраситель n-аминоазобензол анилиновый желтый или n-фенилазоаншшн) впервые получен Мене в 1861 г. Но сама реакция диазотировання, благодаря которой стало возможным получение азокрасителей, была открыта в 1858 г. Грисом, которого мы вправе считать великим отцом этого самого обширного класса красителей. Число азокрасителей, зарегистрированных в Color Jndex, составляет свыше 2000, тогда как антрахиноновых не более 600, трифенилметановых 180 и около 120 индигоидных наряду с 350 красителями других классов. Такое весомое представительство обусловлено прежде всего большим разнообразием азокомпонентов — диазотируемых аминов азосоставляющих, прежде всего производных нафталина. Азокрасители с момента их появления всегда являлись технически важными, современными, конкурентоспособными и исключительно многообразными. Среди азокрасителей — кислотные, основные, прямые, протравные красители, красители, образующие окраски на волокне, дисперсные красители, пигменты и красители для растворителей. Хромофором в азокрасителях является азогруппа -N=N-. Многие азокрасители содержат несколько азогрупп (дисазокрасители, трисазокрасители, полиазокрасители). Азокрасители, пожалуй, больше, чем другие, носят порой фантастические названия, что связано часто с рекламными аспектами. Один мой друг и коллега, специалист по синтезу азокрасителей, который, как фокусник, развлекался их. изобретением, рассказывая мне правду и неправду об азокрасителях, часто спрашивал: «Скажи, а тебе не кажется, что эти названия — эриохром, супранол, хлорантин, сириус, хлорамин несут в себе нечто зачаровывающее и заставляют вспоминать о мифах и сказках с гномами и нимфами, которые нам рассказывали в детстве?» У него было достаточно оснований так говорить, поскольку он был хорошим химиком, знающим колористом, отчасти поэтом.
После анилинового желтого был открыт коричневый Бисмарка — первый дисазокраситель (1863), затем хризоидин (1875) анилин – м – фенилендиамин (условное словесное обозначение азокрасителей, в котором стрелка идет в направлении от диазотируемого амина к азосоставляющей), желтый для растворителей 2 и некоторые основные красители. В период 1870-1880 гг. начинается «бум» азокрасителей, на длинном пути развития которых были и неожиданности.
Основные (катионные) азокрасители, хотя и используются достаточно широко, не очень многочисленны; многие из них имеют умеренные показатели прочности. Наряду с ними некоторый интерес представляют азофенилсафранины. Для крашения полиакрилнитроила (ПАН) важную роль играют основные азокрасители типа, содержащие четвертичный атом азота. Наиболее распространенные названия этих красителей: базакрилы, астразоны и максилоны.
С 1875 г. начинают появляться кислотные азокрасители на основе фенолов и нафтолов с карбоксильными или суль-фогруппами.
Один из первых сульфосодержащих азокрасителей, оранжевый 2 (8), был получен в 1876 г., в то же время синтезирован первый водорастворимый дисазокраситель алый Бибриха. Не содержащие сульфогрупп азокрасители на основе фенолов, например суданы, используют как пигменты или как красители для растворителей.
Важнейшими полупродуктами для синтеза кислотных азокрасителей являются нафтиламины, нафтолы, сульфированные аминонафтолы, среди которых наибольшее значение имеют хромотроповая кислота и аш-кислота. На основе этих кислот получают большое количество технически важных дисазокрасителей. В качестве примера приведем строение сине-черного красителя на основе аш-кислоты.
С открытием тартразина азокрасители пополнились группой азо-пиразолоновых красителей, которые выпускались в разных странах под названиями супранолы, супрамины, поляры, розантрены и др.
С 1880 г. появились протравные азокрасители, которые являются комплексными солями (лаками) исходных кислотных красителей. Обычно в качестве протрав употребляют соли хрома, реже меда, алюминия, никеля, кобальта. Протравные красители довольно многочисленны, их технология постоянно развивалась, они и сегодня играют важную роль в крашении тканей.
Первые протравные азокрасители были получены в 1878 г. на основе салициловой кислоты. В 90-х годах появились протравные красители, содержащие оксигруппу в opтo-положении к азогруппе, среди которых наиболее интересны О, О»-диоксиазокрасители. Затем появились уже содержащие металл протравные красители (неоланы, палатины), что избавляло красильщиков от необходимости протравливать ткань. Крашение ими проводят как обычными кислотными красителями. Позднее, в 1919 г. были выпущены металлкомплексные азокрасители 1:1, а в 1951 г. — металлкомплексы 1:2 (), которые дают особенно ровные и прочные окраски. Строение этих красителей в общем виде показано формулами.
В 1884 г. Беттигер обнаружил, что натриевая соль конго красного непосредственно окрашивает хлопок из водно-солевого раствора. Такими же свойствами обладали и многие другие красители на основе бензидина. Так были открыты прямые красители (субстантивные) и начаты интенсивные исследования в этой области.
Дальнейшие работы привели к появлению красителей на основе И-кислоты (16, звездочкой на рисунке показано положение вступающей азогруппы), производных стильбена и др.
С 1870 по 1890 г. были получены нерастворимые в воде азокрасители (пигменты, азоидные красители типа анилин — (в-нафтол (Трипке, 1877). Последующее открытие пара красного стало началом более широкого применения азокрасителей, образующих окраски прямо на волокне (пропитка хлопка щелочным раствором нафтола с последующей обработкой раствором диазотированного амина). В дальнейшем группа проявляемых на волокне красителей пополнилась желтыми пигментами на основе ацетоацетарилидов, способных к сочетанию по метиленовой группе (Ar-NH- СО-СН 2 -СО-СН 3), а также арилидов 2-окси-З-нафтойной кислоты. Все эти азосоставляющие для образования красителей на волокне выпускаются под общим (неправильным) названием нафтолы.
Проявляемые на волокне азокрасители находят широкое применение для печати узорчатых расцветок. Для облегчения применения этих красителей химики разработали более удобные формы, в том числе стабильные диазотированные амины (диазоли, диазотаты, диазомины, диазосульфонаты), а также полные красочные составы, содержащие обе компоненты азосочетания, которые вступают в реакцию при соответствующей обработке на волокне (рапиды, рапидогены, рапидозолы).
В заключении этого раздела нельзя не отметить еще раз огромного технического значения азокрасителей и связанного с этим высокого уровня их технологии, которая прошла путь от деревянных чанов с ручным перемешиванием до непрерывных, современных технологических схем с автоматизированным управлением.
Химия цианинов
Благодаря исследованиям Кёиига, Фишера, Кауфмана, Милса, Хоумера, Брукера, Мана, Ван Дормеля, Ниса, японских авторов Фунзи, Тахакаши, а также работам в последние десятилетия советских химиков Бабичева, Левкоева, Кип-приянова, Свешникова и других химия цианинов получила блестящее развитие как в теоретическом аспекте, так и в практическом. В настоящее время существуют соединения, которые сенсибилизируют ко всем областям спектра, включая инфракрасную область, в результате чего стали возможными цветная фотография и фотография в инфракрасных лучах, что ранее казалось довольно сложной задачей.
В структуре цианинов содержится полиметиновая цепочка, имеющая на концах атомы азота, входящие в одинаковые или разные гетероциклы.
Здесь п=0 или четному числу, пунктиром обозначены гетероциклические кольца. Один из атомов азота несет положительный заряд и является электроноакцепторным. Таким образом, через систему сопряженных двойных связей осуществляется донорно-акцепторное взаимодействие с другим донорным атомом азота.
К полиметиновьш красителям принадлежат мероциа-нины, гемицианины и стириловые красители. С практической стороны интересны астрафлоксин ФФ — гемицианин на основе индола, астразоны, применяемые для крашения ацетатного щелка, и стириловые красители, используемые как дисперсные.
Некоторые цианины обладают антигельминтной активностью, а также бактерицидными и химиотерапевтичее-лк-ми свойствами. Определенные цианины нашли применение в лазерной технике.
Такова коротко история метинозых красителей, которая на этом не кончается, если задуматься о их важной роли в современной технике.
Анилиновый желтый и азокрасители.
Первый азокраситель n-аминоазобензол анилиновый желтый или n-фенилазоаншшн) впервые получен Мене в 1861 г. Но сама реакция диазотировання, благодаря которой стало возможным получение азокрасителей, была открыта в 1858 г. Грисом, которого мы вправе считать великим отцом этого самого обширного класса красителей. Число азокрасителей, зарегистрированных в Color Jndex, составляет свыше 2000, тогда как антрахиноновых не более 600, трифенилметановых 180 и около 120 индигоидных наряду с 350 красителями других классов. Такое весомое представительство обусловлено прежде всего большим разнообразием азокомпонентов — диазотируемых аминов азосоставляющих, прежде всего производных нафталина. Азокрасители с момента их появления всегда являлись технически важными, современными, конкурентоспособными и исключительно многообразными.
Азокрасители
Среди азокрасителей — кислотные, основные, прямые, протравные красители, красители, образующие окраски на волокне, дисперсные красители, пигменты и красители для растворителей. Хромофором в азокрасителях является азогруппа —N=N—. Многие азокрасители содержат несколько азогрупп (дисазокрасители, трисазокрасители, полиазокрасители). Азокрасители, пожалуй, больше, чем другие, носят порой фантастические названия, что связано часто с рекламными аспектами.
Один мой друг и коллега, специалист по синтезу азокрасителей, который, как фокусник, развлекался их. изобретением, рассказывая мне правду и неправду об азокрасителях, часто спрашивал: «Скажи, а тебе не кажется, что эти названия — эриохром, супранол, хлорантин, сириус, хлорамин несут в себе нечто зачаровывающее и заставляют вспоминать о мифах и сказках с гномами и нимфами, которые нам рассказывали в детстве?» У него было достаточно оснований так говорить, поскольку он был хорошим химиком, знающим колористом, отчасти поэтом.
После анилинового желтого был открыт коричневый Бисмарка — первый дисазокраситель (1863), затем хризоидин (1875) анилин – м – фенилендиамин (условное словесное обозначение азокрасителей, в котором стрелка идет в направлении от диазотируемого амина к азосоставляющей), желтый для растворителей 2 и некоторые основные красители. В период 1870—1880 гг. начинается «бум» азокрасителей, на длинном пути развития которых были и неожиданности.
Основные (катионные) азокрасители
Основные (катионные) азокрасители, хотя и используются достаточно широко, не очень многочисленны; многие из них имеют умеренные показатели прочности. Наряду с ними некоторый интерес представляют азофенилсафранины. Для крашения полиакрилнитроила (ПАН) важную роль играют основные азокрасители типа, содержащие четвертичный атом азота. Наиболее распространенные названия этих красителей: базакрилы, астразоны и максилоны.
С 1875 г. начинают появляться кислотные азокрасители на основе фенолов и нафтолов с карбоксильными или суль-фогруппами.
Один из первых сульфосодержащих азокрасителей, оранжевый 2 (8), был получен в 1876 г., в то же время синтезирован первый водорастворимый дисазокраситель алый Бибриха. Не содержащие сульфогрупп азокрасители на основе фенолов, например суданы, используют как пигменты или как красители для растворителей.
Важнейшими полупродуктами для синтеза кислотных азокрасителей являются нафтиламины, нафтолы, сульфированные аминонафтолы, среди которых наибольшее значение имеют хромотроповая кислота и аш-кислота. На основе этих кислот получают большое количество технически важных дисазокрасителей. В качестве примера приведем строение сине-черного красителя на основе аш-кислоты.
С открытием тартразина азокрасители пополнились группой азо-пиразолоновых красителей, которые выпускались в разных странах под названиями супранолы, супрамины, поляры, розантрены и др.
С 1880 г. появились протравные азокрасители, которые являются комплексными солями (лаками) исходных кислотных красителей. Обычно в качестве протрав употребляют соли хрома, реже меда, алюминия, никеля, кобальта. Протравные красители довольно многочисленны, их технология постоянно развивалась, они и сегодня играют важную роль в крашении тканей.
Первые протравные азокрасители были получены в 1878 г. на основе салициловой кислоты. В 90-х годах появились протравные красители, содержащие оксигруппу в opтo-положении к азогруппе, среди которых наиболее интересны О, О’-диоксиазокрасители. Затем появились уже содержащие металл протравные красители (неоланы, палатины), что избавляло красильщиков от необходимости протравливать ткань. Крашение ими проводят как обычными кислотными красителями. Позднее, в 1919 г. были выпущены металлкомплексные азокрасители 1:1, а в 1951 г. — металлкомплексы 1:2 (), которые дают особенно ровные и прочные окраски. Строение этих красителей в общем виде показано формулами.
В 1884 г. Беттигер обнаружил, что натриевая соль конго красного непосредственно окрашивает хлопок из водно-солевого раствора. Такими же свойствами обладали и многие другие красители на основе бензидина. Так были открыты прямые красители (субстантивные) и начаты интенсивные исследования в этой области.
Акриловые краски.
Частный случай водоэмульсионных красок. Акриловая краска в своем составе имеет три важнейших компонента, среди которых: пигмент, связующее вещество и вода. Связующим веществом в акриловых красках является синтетический материал, называемый полимерной эмульсией. Данные краски обладают рядом огромных преимуществ, делающих краску универсальной. Во-первых, акрил быстро высыхает, обладает отличной яркостью цвета, не выгорает на солнце (как акварель), не тускнеет со временем, а также имеет прекрасную кроющую способность. Помимо всего прочего, акриловые краски после высыхания становятся пластически стойкими покрытиями. Высыхают они по причине испарения жидкости, к тому же на поверхности образуется прочная эластичная пленка, состоящая из связующего вещества и пигмента. По прошествии времени краска не крошится, пленка не образует морщин, и, не смотря на возможные перепады температур, сохраняет все свои полезные свойства и характеристики. Акриловые краски начали широко распространяться около пятидесяти лет назад, но и в наши дни имеют больший спрос.
Красители на основе И-кислоты
Дальнейшие работы привели к появлению красителей на основе И-кислоты (16, звездочкой на рисунке показано положение вступающей азогруппы), производных стильбена и др.
С 1870 по 1890 г. были получены нерастворимые в воде азокрасители (пигменты, азоидные красители типа анилин — (в-нафтол (Трипке, 1877). Последующее открытие пара красного стало началом более широкого применения азокрасителей, образующих окраски прямо на волокне (пропитка хлопка щелочным раствором нафтола с последующей обработкой раствором диазотированного амина). В дальнейшем группа проявляемых на волокне красителей пополнилась желтыми пигментами на основе ацетоацетарилидов, способных к сочетанию по метиленовой группе (Ar—NH— СО—СН2—СО—СН3), а также арилидов 2-окси-З-нафтойной кислоты. Все эти азосоставляющие для образования красителей на волокне выпускаются под общим (неправильным) названием нафтолы.
Проявляемые на волокне азокрасители находят широкое применение для печати узорчатых расцветок. Для облегчения применения этих красителей химики разработали более удобные формы, в том числе стабильные диазотированные амины (диазоли, диазотаты, диазомины, диазосульфонаты), а также полные красочные составы, содержащие обе компоненты азосочетания, которые вступают в реакцию при соответствующей обработке на волокне (рапиды, рапидогены, рапидозолы).
В заключении этого раздела нельзя не отметить еще раз огромного технического значения азокрасителей и связанного с этим высокого уровня их технологии, которая прошла путь от деревянных чанов с ручным перемешиванием до непрерывных, современных технологических схем с автоматизированным управлением.
Эпоксидные краски.
Самый первый вид термореактивных порошковых материалов, освоенных в промышленности, и до сих пор имеющий широкое применение. Несмотря на то, что эпоксидные краски способны образовывать покрытия с прекрасными декоративными свойствами, они часто используются, прежде всего, для получения операторных покрытий. Существующие эпоксидные краски разнообразны по составу. Преимущественно все такие краски состоят из олигомеров вкупе с эпоксидными группами. Другими компонентами порошковых эпоксидных красок являются: модификаторы, отвердители, ускорители отверждения, пигменты и наполнители, агенты, регулирующие вязкость и растекание расплавов.
В зависимости от типа смолы и отвердителя они образуют покрытия с различными свойствами. При соответствующем выборе сырья получаются краски и покрытия, допускающие контакт с продуктами питания. Главный недостаток эпоксидных покрытий — низкая устойчивость к атмосферным воздействиям.
«В современном мире эпоксидные краски широко используются в целях антикоррозионной защиты и для электрической изоляции. Хорошая стойкость к щелочам и кислотам, алифатическим и ароматическим углеводородам, маслам, топливу, воде позволяют использовать эпоксидные краски для наружной и внутренней защиты магистральных трубопроводов».[3]
Используя эпоксиды, можно получать покрытия толщиной до 500 мкм с одинаково хорошей твердостью, эластичностью и ударной прочностью. Эпоксидным краскам присущи гибкость, ударопрочность, низкая проницаемость, хорошая термостойкость.
Стоит отметить, что величину пигментирования красок невозможно бесконечно увеличивать. Предел достигается значением критической объемной концентрации пигмента. Интенсивность и оптическая плотность также не могут возрастать до бесконечности.
Проанализировав материал, я убедилась, что большинство современных красителей, будучи органическими соединениями, синтезируются. Однако при большом желании их возможно получить их естественным путем в лаборатории. Как я указывала раньше, в современном мире краски его неотъемлемая часть. Они используются практически всегда и везде при строительстве, в художественном оформлении, в искусстве.
Заключение никак не связано с текстом работы! В заключении нужно сделать выводы по каждому параграфу
1.
Э. Вайнсмантель «Химия для любознательных»; Ленинград «Химия», 1987;
2.
Элективный курс. Химия. 11 класс; Москва, 2007;
3.
Анна Вентура «Краски стиля»;LOFTPublications,Sl, 2001;
4.
«ДОМ который построишь сам»; Москва «Астрель», 2005;
5.
, , Краски органические естественные // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907;
6.
«Технология живописных материалов»;
Классификация
Общепринято классифицировать красители по химическому признаку, т.е. по общности хлороформовых систем, что удобно для тех, кто их производит и изучает, или по области их применения. Источником для получения натуральных пищевых красителей служит в большинстве случаев растительное сырьё.
Получение натуральных пищевых красителей из разнообразного растительного сырья содержащего пигменты цвет которых обусловлен такими химическими соединениями как антоцианы, каратиноиды, хлорофил и т.п. Чтобы расширить производство и увеличить выработку красителей красного пищевого концентрированного из выжимок тёмных сортов винограда, черносмородинного и черноплоднорябинного и красителей, полученных на основе нестандартного чайного сырья. Технология изготовления первых трёх указанных красителей освоена промышленностью. Краситель красный пищевой вырабатывается из выжимок тёмных сортов винограда. Качество свекольно-чайного красителя так же даёт основание сделать вывод о его перспективности. Он более стоек в отношение влияния реакции среды по сравнению с другими антоциановыми красителями и при герметической упаковке стоек в хранение. Представляет собой тонкий порошок, содержит небольшое количество влаги и его легко транспортировать к местам потребления. Может использоваться в различных отраслях пищевой промышленности для окрашивания продуктов.
Технология получения красителя из ягод вороники разработана в основном в лабораторных условиях. Качество красителя позволяет использовать его для окраски кондитерских изделий и других пищевых продуктов с кислой средой. При условии организации сбора дикорастущих ягод вороники возможность внедрения технологии изготовления красителя в промышленность не вызывает сомнений.
Использование неорганических пигментов
Основное их применение – это лакокрасочная промышленность. Кроме указанной выше способности придания лакокрасочным материалам оптических и декоративных свойств, неорганические пигменты регулируют изоляционные, противокоррозионные и ряд других показателей.
С их помощью возможно получение различных специальных покрытий:
- теплостойких,
- противообрастающих,
- электроизолирующих,
- антифрикционных,
- огнеупорных,
- светящихся в темное время.
Все лакокрасочные материалы, использующие пигменты, непосредственно зависят от присутствия в них пигментированного вещества. Различия в структурах легко объясняются тем, как взаимодействуют между собой пигментные частицы и полимерная фаза лакокрасочных материалов. Введением пигментных частиц можно влиять на различные качества покрытий, к примеру:
- скорость отверждения
- упругость, износостойкость и прочность
- водопоглощение
- водопроницаемость
Для сведения – при использовании пигментов защитные свойства покрытия повышаются, так же происходит увеличение адгезионной прочности, а анодные процессы, напротив, уменьшаются.
Все это обусловлено различными характеристиками пигментов. Исходя из них, проведена классификация по следующим показателям:
- цвет
- назначение
- способ производства
- химический состав.
Однако довольна распространена ситуация, когда одна группа содержит пигменты, обладающие разными характеристиками, поэтому следует учитывать, что деление весьма условное, и обычно разделяют данные вещества, исходя из следующих характеристик:
- химический состав, в нем анализируется количество солей, элементов и оксидов.
- цветовой окрас: существуют хроматические или цветные и ахроматические пигменты, только с серыми, белыми и черными оттенками.
2.3. Характеристики отдельных красителей и их использование
Натуральные пищевые красители должны удовлетворять следующим основным требованиям.
Важнейший из них – это абсолютная безвредность красителей, предназначенных для окрашивания пищевых продуктов. Поэтому натуральные пищевые красители должны изготавливаться из растительного сырья разрешенного органами здравоохранения для получения из него безвредных красящих веществ. В составе натуральных пищевых красителей кроме безвредных красящих пигментов присутствуют ценные биологически активные компоненты – витамины углеводы, минеральные соли.
Натуральные пищевые красители должны быть устойчивы к t воздействиям. При нагревании до 1000-105oC основные свойства не должны изменяться. Обычно устойчивость натуральных пищевых красителей определяется нагреванием их растворов до кипения и кипячением в течение 5 мин.
Натуральные пищевые красители должны обладать хорошей красящей способностью. Окрашиваем ими пищевые изделия должны иметь интенсивные, ясно выраженные цвета соответствующих тонов.
Натуральные пищевые красители не должны иметь неприятных постоянных вкуса и запаха. Обычно этим красителям свойственны вкус и запах соответствующие вкусовым особенностям растительного сырья из которого они получены. Вкус большинства натуральных пищевых красителей, основу красящих веществ которых составляют антоцианы, кислый, т.к. при их изготовлении используются пищевые кислоты. Наличие горького вкуса в красителях не допускается.
Натуральные пищевые красители могут вырабатываться как в жидком концентрированном так и в сухом порошкообразном виде
цвет окрашенных натуральных красителей пищевых продуктов должен быть стойким и не изменяться при хранение их в течении гарантийного срока.
Как показали опыты введение перечисленных добавок в первичный экстракт способствует увеличению содержание красящих веществ в концентрированном красителе. Лучшие результаты получили при добавление в первичный экстракт 1,5-2% патоки. В этом случае почти не наблюдалось выпадения осадка в процессе концентрирования экстракта, увеличилось содержание энила в энокрасителе, что позволило значительно снизить кратность выпаривания первичного экстракта.
По органолептическим показаниям энокраситель должен удовлетворять следующим требованиям: по внешнему виду – это жидкость интенсивно окрашенная темно-гранатового цвета. Не допускается наличие осадка и мути. Вкус красителя характерный, кислый. Запах слабо выраженный винный.
Cиликатные краски.
Силикатные краски – это краски из жидкого калийного стекла. Издавна являются одними из самых стойких фасадных красок. По сути, эти краски – разведенный в воде силикат калия илинатрия (K2SiO3, Na2SiO3) . Существует жидкое калийное стекло и жидкое натриевое стекло. Для производства красок чаще всего применяется жидкое калийное стекло, так как натриевое стекло не имеет таких прочностных качеств и стойкости к атмосферным условиям, как жидкое калийное стекло. Производится оно из кварцевого песка и поташа (SiO2, K2CO3). Обе составные части спекаются при температуре 1400°C, перемалываются и перерабатываются в водный раствор. Хранение в течение длительного времени в разведённом виде не рекомендуется из-за того, что масса в скором времени превращается в твердый кусок камня. Краска имеет огромные диффузионными свойства. Она отлично пропускает пары влаги, и это позволяет использовать её на теплоизолированных фасадах. Силикатные краски используются еще и для долговременной и водостойкой покраски при проведении внутренних работ. Пригодны для необработанных основ без синтетических материалов и содержащих кварц или песок, как, например, известковая и известково-цементная штукатурка, природный и искусственный камень, старые силикатные краски. Единственный минус силикатных красок – невозможность их применения на поверхностях, ранее окрашенных синтетическими красками на органической основе.
Реактоны и дремарены
Затем последовали реактоны и дремарены (1959), левафиксы Е, элизианы, реакна и т.д. Вслед за красителями для хлопка были выпущены активные красители для шерсти и полиамида – проциланы, дремарены (1970) и др.
По характеру взаимодействия с субстратом активные красители можно разделить на две группы: с первыми субстрат взаимодействует путем нуклеофильного замещения, со вторым путем нуклеофильного присоединения. К первому типу относятся проционовые красители (45), ко второму типу принадлежат ремазоли, которые образуют в условиях крашения винильную группу, присоединяющую по двойной связи ионизиролванный целлюлозный остаток (Цел –О-). В случае шерсти нуклеофильная реакция происходит за счет концевых NH2 – групп белкового полимера, и краситель связывается с субстратом через NH – мостик.
В настоящее врем известны разнообразные реакционные группы, используемые в активных красителях, в том числе содержащие подвижный атом галогена в алифатической части, например COCH2Hal. В свою очередь, окрашеная часть может принадлежать красителю любого класса: азокрасителю, в том числе металлосодержащему, антрахиноновому, фталоцианиновому и т.д.
Классы красителей — органические красители. Химические красители как кубовые активные, дисперсные претерпели огромную как химическую, так и технологическую эволюцию. \Подбора и организации производства натуральных пищевых красителей для окрашивания разнообразных продуктов питания в настоящее время весьма актуальна.