Пигменты — Химия

Пигменты для краски — виды и свойства

это разбавленные особыми веществами тонко перемолотые порошки, добавляемые в лакокрасочные составы. Разноцветная краска (колер) производится за счет перемешивания разных пигментов.

Цвета пигментов

Для образования разных цветов могут использоваться следующие пигменты:

белый — мел, известь или белила;
желтый — крон, охра;
синий — ультрамарин, лазурь;
красный — сурик железный или свинцовый, мумие, киноварь;
зеленый — хромовая или свинцовая зелень.

Виды пигментов

Пигментирующие вещества делятся на натуральные и искусственные. Натуральные также подразделяются на органические и неорганические. Природных веществ относительно немного, однако в строительстве они применяются активно, поскольку их использование обходится дешевле, чем производство искусственных компонентов.

Минеральные красители

Пигменты на натуральной основе извлекаются из металлов и окислов. К числу источников для получения красителей относятся такие неорганические элементы с соответствующими цветами:

окислы железа (желтый, коричневый, красный);
марганец (желтый, фиолетовый, коричневый);
хром (зеленый);
кобальт (синий);
медные окислы (изумрудный, красный, ярко-зеленый);
сурьма (желтый);
охра (бледно-желтый, золотистый, темно-желтый, при прокаливании — красный);
марс (светло-коричневый, темно-коричневый);
умбра (красновато-коричневый, зеленовато-коричневый);
ван-дик (коричневый);
ультрамарин (синий).

Минеральные красители характеризуются высокой прочностью, устойчивостью к свету, хорошей смешиваемостью и сочетаемостью со связующими.

Характеристики некоторых неорганических красителей:

Сухая охра. Извлекается из глинистых минералов, которые окрашены гидратированными оксидами железа. Цвет сухой охры — желтый, желто-коричневый. Охра используется как красящее вещество при изготовлении растворов цемента, применяемых для создания декоративной штукатурки. Также используется при производстве силикатных и клеевых красок. Составы с охрой хорошо подходят для покраски изделий из бетона, металла и дерева. Пигмент отличается прочностью, укрывистостью, устойчивостью к свету и щелочам.
Натуральная сиена. Глиняное красящее вещество желтого цвета. На вид похоже на охру, но в составе сиены большее количество оксида железа и кремнезема. Сиена устойчива к щелочам и извести и применяется практически во всех разновидностях краски. При смешивании с маслом сиена обретает лессировочные характеристики. Такие составы часто используются при отделочных работах по дорогим породам дерева.
Красный-сурик железный. Включает в себя оксид железа и следы кварцевых минералов. Цвет красящего вещества — красно-коричневатый. Пигмент извлекается путем тонкого помола железной руды. Вещество не ядовито само по себе, но его пыль содержит токсины. Разные марки сурика железного применяются для добавления в алкидные грунтовки и лакокрасочных материалов специального назначения (для покраски судов, антикоррозийные составы). Также сурик нашел широкое применение в масляных составах для покраски металлических изделий, расположенных на открытом воздухе. Стоимость производства элемента невелика, поэтому он используется в клеевых красках и эмалях.
Умбра натуральная. Пигмент включает марганцевые и железные оксиды. Цвет умбры — коричневый с оттенком зеленого или же темно-желтый. В результате прокаливания умбра приобретает красно-коричневую окраску. Краситель отличается повышенной прочностью, хорошими красящими свойствами. Добавление умбры позволяет маслам сохнуть быстрее. Красящее вещество применяется для покраски штукатурки, изделий из металла и дерева.
Оксид хрома. Пигмент производится в результате сложных химических реакций. Цвет — от светло-зеленого до темно-зеленого. Недостатки оксида хрома состоят во взрывоопасности, токсичности и пожарной опасности. Достоинства вещества заключаются в высокой устойчивости к свету, большой прочности, устойчивости к кислотам и щелочам даже при высоких температурах. Пигмент можно добавлять к пигментам любого происхождения. Оксид хрома применяется для особо важных покрытий на химических предприятиях, поверхностях труб и оборудования, подвергающихся высокой термальной нагрузке.
Сурик свинцовый. Цвет — яркий оранжевый или оранжево-красный. Отличается большим весом и представляет собой продукт окисления свинцового глета при высокой температуре. Сурик свинцовый — очень токсичный материал. Пигмент характеризуется высокой устойчивостью к щелочам, антикоррозионными качествами и укрывистостью. Сурик свинцовый отличается низкой устойчивостью к кислотам.
Марс коричневый. Цвет — темно-коричневый, светло-коричневый. Пигмент производится при прокаливании смеси, включающей марганец, оксид железа, гидрат оксида алюминия. Марс коричневый отличается устойчивостью к щелочам и свету, а также приемлемой укрывистостью и лессировочными свойствами. Компонент используется со связующими в водных и неводных составах. Красящее вещество применяется для покраски металлических и деревянных изделий, а также оштукатуренных поверхностей.
Изумрудная зелень. Краситель характеризуется высокими лессирующими свойствами, устойчив к воздействию света, влажности и газов.
Кобальт синий. Цвет — ярко-синий. Вещество светоустойчиво и хорошо переносит воздействия атмосферных осадков, характеризуется высокими сиккативными и лессирующими качествами. Кобальт синий отличается повышенной маслоемкостью и невысокой укрывистостью.
Берлинская лазурь светоустойчива, ей свойственна укрывистость и интенсивность окраса.

Органические красители

Органика извлекается из насекомых и растений. Такие красители, в отличие от минеральных, растворимы в воде, маслах и спирте. Для органики характерна меньшая прочность в сравнении с минеральными красителями. Поскольку эти пигменты не создают красочного слоя, а проникают в структуру поверхности, они чаще всего применяются при окраске тканей.

Распространенным представителем органики является краплак, извлекаемый из корней марены или крапа. Еще одно вещество растительного происхождения — индиго, получаемое из вайды. Современная промышленность также производит синтетическое индиго. Из морских моллюсков получают пигмент светло-коричневого цвета. Методом прокаливания из органического сырья можно получить черные красящие вещества.

Искусственные пигменты

Синтетические красящие вещества отличаются максимальной устойчивостью к влажности, атмосферным осадкам, свету и газам. Они характеризуются яркостью оттенков. Благодаря таким качествам искусственные пигменты давно заняли лидирующее место среди всех красителей.

Красители синтетического происхождения делятся на неорганические или минеральные. Неорганические пигменты производят путем сложных химических реакций. Синтетические неорганические пигменты характеризуются постоянством химической структуры, ярким и чистым цветом.

Стоимость изготовления таких компонентов стоит довольно дорого по сравнению с натуральными красящими веществами. Применяются неорганическая синтетика в строительной отрасли для создания неводных лакокрасочных составов.

Минеральные синтетические красители создаются в результате сочетания 2-3 составляющих. По методу производства такие пигменты подразделяют на осажденные из растворов металлов и солей или изготовленные прокаливанием.

Ультрамарин

Относится к классу синтетических неорганических красителей. Имеет в своем составе алюмосиликат натрия и серу. Ультрамарин часто применяется в строительной отрасли в малярных красках, водных и неводных лакокрасочных составах.

Такими красками окрашиваются бетон, металл, дерево, а также оштукатуренные поверхности. В чистом виде ультрамарин применяется крайне редко, а если это случается, то цель обычно состоит в нейтрализации желтой окраски извести или мела.

Ультрамарин может применяться как лессировочный краситель. Пигмент отличается устойчивостью к воздействию света и щелочей. Однако добавление красящего вещества в растворы извести нежелательно, так как вещество в этом случае теряет цвет. Ультрамарин подходит для взаимодействия со всеми разновидностями связующих при осуществлении внутренних и наружных отделочных работ.

Киноварь

Краситель характеризуется ярко-красным окрасом, но бывает и темных тонов. Киноварь может применяться для производства всех видов красок, используемых для покраски бетонных, кирпичных, оштукатуренных и деревянных поверхностей. Допустимо использование, как для внутренних, так и для наружных отделочных работ.

Пигменты и свойства красок

Важным элементом лакокрасочного материала считается связующее вещество. Его функция — соединение частиц красителя и закрепление их на поверхности. Связующие вещества оказывают влияние и на цвет, поскольку все они отличаются коэффициентами преломления лучей света.

Очень важным показателем для масляной краски является маслоемкость красителей. Маслоемкость — это показатель количества масла, которое понадобится для изготовления краски на определенный объем пигмента. Показатель маслоемкости зависит от суммарной площади поверхности частиц, а кроме того, от физико-химических характеристик масла, применяемого в роли связующего.

Следующий существенный показатель, на который влияют пигменты — скорость высыхания краски. Часть красителей, к примеру, кобальт и свинцовые белила, делают процесс сушки более интенсивным. Некоторые же пигменты (газовая сажа, краплак и др.), наоборот, замедляют высыхание.

Пигмент должен соответствовать определенному эталону цветового фона, который определяется структурой его частиц, их возможностями по преломлению, отражению и поглощению лучей света.

Еще одно требование к красителю — необходимая степень дисперсности. Под этим качеством понимается степень измельченности, которой добиваются механическим дроблением, отстаиванием, осаждением в смеси растворов (мокрый метод) или за счет нагревания в особых печах (сухой метод). Чем ниже дисперсность, тем прозрачнее лакокрасочный материал, как и наоборот.

Дисперсность красителя в некоторых красках определяет их оттенок. К примеру, тонко измельченные цинковые белила дают синий оттенок, а сиена увеличивает насыщенность тона. В масляных составах повышенная дисперсность приводит к снижению показателя пластичности.

Дисперсность влияет и на другой показатель пигмента — укрывистость. Эта характеристика показывает количество красителя, необходимое на квадратный метр окрашиваемой поверхности.

При этом подразумевается, что под слоем краски не будет видна находящаяся ниже поверхность или грунт.

Показатель укрывистости зависит от внутренней структуры кристаллов, которым свойственны разные коэффициенты преломления лучей света.

Красители с невысокой дисперсностью находятся в основе корпусных и кроющих лакокрасочных составов, а пигменты с высокой дисперсностью имеются в составах лессировочных (более прозрачных) красок.

Интенсивность, как характеристика пигмента, это его способность менять тональность слоя краски при взаимодействии с другими пигментами. Наибольшая интенсивность свойственна красителям органического типа с высокой степенью дисперсности.

Что такое Пигменты

Пигменты — в биологии — окрашенные вещества тканей организмов, участвующиев их жизнедеятельности. Обусловливают окраску организмов.

у растенийучаствуют в фотосинтезе (хлорофиллы, каротиноиды), у животных — в тканевомдыхании (гемоглобины), в зрительных процессах (зрительный пурпур),защищают организм от вредного действия ультрафиолетовых лучей (у растений- каротиноиды, флавоноиды, у животных — главным образом меланины).Некоторые пигменты применяют в пищевой промышленности и медицине.

(от лат. pigmentum — краска) — в химии — окрашенные химическиесоединения, применяемые в виде тонких порошков для крашения пластмасс,резины, химических волокон, изготовления красок. Подразделяются наорганические и неорганические Из органических наиболее важны азопигменты,пигменты фталоцианиновые и полициклические. К пигментам относят такжеорганические лаки. Неорганические пигменты делятся на природные (см.Краски минеральные) и искусственные (сажа, ультрамарин, белила и др.).

Значение слова Пигменты по Строительному словарю:

Пигменты — Нерастворимые сухие вещества, придающие окраску лакокрасочным материалам, пластмассам и т. д. Неорганические подразделяются на природные и искусственные (синтетические).

К природным относятся, в частности, различные окислы железа, марганца, хрома и другие соединения (железный сурик, охра, мумия), а также некоторые виды глин и известняков. Синтетические делятся на органические и неорганические.

Основными характеристиками пигментов являются цвет, свето- и атмосферостойкость, интенсивность, укрывистость, антикоррозионность.

Определение слова «Пигменты» по БСЭ:

Пигменты — в химии (от лат. pigmentum — краска), тонкие порошки разных цветов, применяемые для окрашивания пластических масс, резины, бумаги и пр., при изготовлении полиграфических, малярных и др. красок. П. отличаются от растворимых красителей нерастворимостью в воде и в окрашиваемых материалах. П.

не только придают окраску, но в некоторых случаях улучшают свойства красочных плёнок, защищающих материал от коррозии.
Органические П.- синтетические красящие вещества различного химического строения.

Большое значение имеют моно- и дисазопигменты — продукты сочетания диазотированных ароматических моно- и диаминов с арилидами ацетоуксусной или 2,3-оксинафтойной кислот, &beta.-нафтолом или N-арилпиразолонами.
Имеют цвет от зеленовато-жёлтого до бордо. Фталоцианиновые П.- комплексы меди с фталоцианином ярко-голубого цвета.

Хлорирование фталоцианина меди даёт яркий зелёный П., одновременное введение хлора и брома — желтовато-зелёный. Фталоцианиновые П. отличаются высокой прочностью. Важны также высокопрочные полициклические П., имеющие широкую цветовую гамму (от жёлтого до зелёного цвета).
Неорганические П.

природные минералы с высоким содержанием окислов железа, синтетические продукты (получаемые химическим осаждением и прокаливанием природных материалов), некоторые сульфиды, селениды, окислы, хроматы. Окислы более стойки, чем сульфиды, особенно к атмосферным воздействиям. Неорганические П. непрозрачны, обладают меньшей, чем органические П.

, красящей способностью, более высокой светопрочностью, имеют большую плотность. Особенно широко неорганические П. применяются в лакокрасочной промышленности. См. также Краски минеральные.
Практическая ценность П.

определяется чистотой тона, устойчивостью к свету, высокой температуре, растворителям и различным реагентам, отсутствием склонности к миграции из материала, кроющей способностью, способностью диспергироваться в пигментируемых средах, придавать определённые технологические свойства лакокрасочным материалам. Чем однороднее по величине частицы П.

, тем лучше их оптические и технологические свойства.
Значение П. непрерывно возрастает, они всё шире используются при крашении искусственных и синтетических волокон в процессе их изготовления («в массе»), для окраски искусственной кожи, тканей методом пигментной печати.
Лит.: Шампетье Г., Рабатэ Г., Химия лаков, красок и пигментов, пер. с франц., т. 2, М., 1962. Пигменты. Введение в физическую химию пигментов, под ред. Д. Паттерсона, пер. с англ., Л., 1971.
З. И. Сергеева.

Пигменты — в биологии, окрашенные вещества, входящие в состав тканей организмов. Цвет П. определяется наличием в их молекулах так называемых хромофорных групп, которые обусловливают избирательное поглощение света в видимой части солнечного спектра (см. Цветности теория). П. играют важную и разнообразную роль в жизнедеятельности организмов, особенно в фотобиологических процессах.
Распространённость П. в природе. Наиболее распространённые П.- Порфирины и Каротиноиды — найдены в большинстве растительных и животных организмов. Порфирины входят в состав молекул Хлорофилла зелёных растений, бактериохлорофиллов фотосинтезирующих бактерий, дыхательных пигментов животных (Гемоглобин, Миоглобин, хлорокруорин и др.). Чрезвычайно распространены в организмах Цитохромы, в состав которых (как и гемоглобина) входит железопорфириновый комплекс — Гем. Каротиноиды (ненасыщенные углеводороды изопреноидного строения) и их окисленные производные (Ксантофиллы) представляют собой П. жёлтого, оранжевого или красного цвета. они содержатся в зелёных растениях, а также в водорослях, грибах, бактериях.
В синезелёных и красных водорослях присутствуют вспомогательные фотосинтетические П.- фикобилины (синий — фикоцианин и Красный — фикоэритрин), в основе небелковой части которых лежит цепочка из 4 пиррольных ядер. К этим П. близок по структуре обнаруженный в растениях Фитохром и Жёлчные пигменты животных, образующиеся при распаде гемоглобина. В обширную группу растит. П.- флавоноидов — входят различающиеся по химическому строению, цвету и распространённости вещества (Антоцианы, флавоны), окрашивающие цветки, плоды и листья растений. Органы зрения животных содержат сложный по составу Зрительный пигмент. В растительных и животных тканях распространены также разнообразные П.- производные хинонов (дыхательные хромогены). в коже, шерсти и волосах животных — Меланины. Весьма разнообразны по химической природе П. грибов и бактерий. Одинаковые или близкие по химическому строению П. могут присутствовать в различных, филогенетически«удалённых» друг от друга группах живых организмов.

П. находятся чаще в тех или иных структурных образованиях клетки, реже — в жидкостях организма в растворённом состоянии.

Так, хлорофилл сосредоточен в хлоропластах, каротиноиды — в хромо- и хлоропластах, гемоглобин — в эритроцитах, флавоноиды — в клеточном соке растений. П.

, связанные с белками и липидами, входят в структуру биологических мембран. У многих видов животных и растений существуют специализированные Пигментные клетки или Хроматофоры.

Биологическая роль П. Пигментная система является звеном, связывающим световые условия внешней среды с обменом веществ в организме. Одна из наиболее важных функций П. у растений — их участие в Фотосинтезе. Кроме того, поглощение света П. растений играет роль в процессах роста, развития и движения растений (см. Фотопериодизм, Фототропизм). Важнейшая функция П. у животных — участие в зрительном процессе. Гемоглобин и др. П. крови переносят кислород от органов дыхания к тканям. Цитохромы, дыхательные хромогены и др. участвуют в тканевом дыхании, являясь ферментами. П. защищают организм от вредного действия ультрафиолетового излучения Солнца (у растений — каротиноиды, флавоноиды, у животных — меланины). П. обусловливают окраску организмов, важную для их приспособления к внешней среде. У растений окраска служит для привлечения насекомых-опылителей и птиц, распространяющих семена, у животных — способствует защите от врагов или маскирует их при выслеживании добычи (см. Мимикрия, Покровительственная окраска и форма).
До 2-й половины 19 в. П. растений (см. Красильные растения) и животных широко применялись как красители (Ализарин, Индиго, Кармин и др.). Некоторые П. применяют в пищевой промышленности и медицине (например, Рибофлавин, Каротин, П.-антибиотики). См. также Фотобиология.А. А. Красновский.

В организме человека нарушения какой-либо стадии превращения П. ведут к накоплению различных продуктов обмена и развитию некоторых заболеваний. Различают наследственные (причина их возникновения — наследственные дефекты синтеза П.

и их химических предшественников в печени, эритроцитах) и приобретённые нарушения обмена П.

Последние могут быть следствием заболеваний печени (гепатит, опухоли, закупорка жёлчевыводящих путей), недостатка витаминов (фолиевая, пантотеновая кислоты), длительного повышения температуры тела, а также могут развиваться при отравлениях, аддисоновой болезни или возникать как осложнения заболеваний крови. С различной частотой патология обмена П. встречается во всех возрастах. наследственные формы чаще наблюдаются у детей. Различают три основных группы нарушений пигментного обмена: Гемоглобинопатии, гипербилирубинемии (подробнее см. в ст. Желтуха) и Порфирии.

Ю. А. Князев.

Лит.: Цвет М. С., Хромофиллы в растительном и животном мире, Варшава, 1910. Тимирязев К. А., Солнце, жизнь и хлорофилл, М., 1948 (Избр. соч., т. 1). Проссер Л., Браун Ф., Сравнительная физиология животных, пер. с англ., М., 1967, гл. 8, 19. Биохимия растений, пер. с англ., М.

, 1968, гл. 24, 26, 28. Конев С. В., Волотовский И. Д., Введение в молекулярную фотобиологию, Минск, 1971. Lemberg R., Legge J. W., Hematin compounds and bile pigments, N. Y.- L., 1949. Chemistry and biochemistry of plant pigments, L.- N. Y., 1965. Photobiology of microorganisms, L.- [a. o.], 1970.

Свойства пигментов

Пигмент — это хрупкая или сыпучая часть коллоидной нерастворимой смеси, используемой при производстве веществ для окрашивания, строительных материалов, заправок для картриджей, некоторых видов бумаги и многого другого.

Свойства пигментов зависят не только от их прямого физического или химического состава, но и от способа производства, измельчения дисперсных частиц, которые являются главной составляющей готовой смеси.

Производство пигментов

Все пигменты делятся на органические и неорганические в зависимости от происхождения сырья из которого впоследствии производятся те или иные материалы.

Неорганическими они считаются, если изготавливаются из природных материалов или пород путем их тщательного измельчения, химического, физического или температурного воздействия (оксиды или гидроксиды и т.п.) или же искусственно синтезируются с заранее технически подготовленного сырья.

Органическими называют пигменты, которые являются по своей сути органическими соединениями, добываются из материалов растительного или животного происхождения, или аналогично предыдущим синтезируются. Однако для такой переработки используют исключительно органические (те, что происходят из живой природы) материалы.

Неорганические пигменты производятся путем измельчения минеральных веществ до состояния дисперсных частиц различных размеров, в зависимости от изменения которых будут меняться физические свойства и покрасочная способность веществ, в состав которых входят такие частицы.

Возможно также их первичный синтез с материалов, которые специально к этому приспособлены.

Органические пигменты содержатся во всех живых организмах (животных и растениях).

Находятся в молекулярном состоянии в виде так называемых хромофоров, которые влияют на выборочное поглощение света тем или иным спектром и определяют оптические свойства пигментов.

Наиболее распространенными органическими пигментами являются каротиды и порфирины, что входят в состав многих растительных насаждений и живых тканей. Обычно они находятся в структурах клеток, реже в растворенном состоянии в жидких средах организма.

При производстве органических пигментов путем физического воздействия и химических преобразований вышеуказанные пигменты добываются в чистом виде (после преобразований — в виде порошка). Иногда такие пигменты синтезируются искусственно, однако при этом также используются аналоги органических веществ.

Неорганические пигменты

Данный вид пигментов чаще всего применяется при производстве различных лаков, красок, как примеси к строительным материалам и тому подобное.

Большим преимуществом смесей, при изготовлении которых используются такие пигменты, есть не только возможность замены цвета, независимо от нижнего слоя, но и то, что они имеют и другие положительные свойства.

Сюда мы относим антикоррозионные свойства, относительная шумоизоляция, увеличение сохранения тепла, устранение роста растительных насаждений на покрытых поверхностях и тому подобное.

Описывая основные свойства пигментов данной группы следует отметить следующие основные из них:

покраска — возможность придания цвета или оттенка веществу, в состав которого входит пигмент;
дисперсность — размер частиц пигмента, который прямо пропорционален качеству готовой смеси (чем меньше размер, тем лучшими свойствами она обладает);
антикоррозийное свойство заключается в профилактике возникновения данного вида разрушений путем покрытия их краской, лаком или эмульсией, что содержит указанные вещества.

Известно, что краской считается коллоидный двух системный раствор, составляющие которого растворяются друг в друге (в противном случае речь идет об обычном красителе).

Свойства пигментов и их характеристика зависит главным образом не от химико-физического состава (хотя этот фактор также играет немаловажную роль), а от особенностей строения коллоидного раствора готовой смеси.

Здесь важным является размер частиц, к которым раздроблен пигмент, а также связующее вещество.

От его типа и способа взаимодействия с основной составляющей во многом зависит поверхностное натяжение, а отсюда как следствие — качество готового продукта и его основные характеристики.

Стоит также отметить то, что неорганические пигменты делятся в зависимости от цветовосприятия на хроматические (сюда относятся все яркие цвета, например, уникальный темно синий пигмент с фантастическими свойствами) и архоматические (отвечают лишь за черный и белый). Используют пигменты той группы, свойства которой больше подходят для обработки того или иного материала, ведь речь здесь идет не только о нужном цвет, но и других крайне важных качествах красителя.

Органические пигменты

Органическими пигменты считают из-за способа производства, как уже отмечалось ранее. Данные вещества также используются для выработки различных лаков и красок, однако их применение не столь распространено, как неорганических. Это обусловлено тем, что такие пигменты гораздо концентрирование, красители на их основе имеют очень насыщенные цвета, местами с кислотным оттенком.

Однако они уступают в технических характеристиках, так как не имеют антикоррозионных, изоляционных и других защитных свойств, а также не устойчивы к действию различных химических факторов.

Сравнивая, можно отметить, что диоксид титана, который изготавливается из неорганических красителей деформируется только под влиянием концентрированной подогретой серной кислоты.

Химические свойства пигментов данной группы практически не отличаются от неорганических, однако их особенностью есть то, что при воздействии с некоторыми жидкостями смесь краски может растворяться, пигменты при этом остаются дисперсными.

Неорганические пигменты имеют переходные или неяркие, тусклые цвета, поэтому часто их используют в смеси с органическими. Последние делают краску ярче, меняют оттенок, улучшают цветовые характеристики того или иного красителя. Неорганические пигменты в свою очередь отвечают за защитные свойства, образуют противокоррозионую защиту.

Поэтому сочетание этих групп пигментов есть довольно распространенным.
Органические пигменты используются значительно реже, поскольку имеют ряд особенностей по сравнению с неорганическими.

Сюда относятся такие факторы, как специфичность цветовой гаммы, отсутствие или хуже качество защитных свойств красок на их основе, а также неустойчивость при некоторых естественных условиях и действиях химических факторов.

Отвечая на вопрос «какими свойствами должны обладать пигменты?» стоит отметить, что все они делятся на физические, химические, физико-химические и технологические.

Каждую из этих групп свойств можно кратко описать следующим образом:
1. Физические:

дисперсность пигментов;
преломление света;
кристаллическое строение пигмента;
его твердость;
количество водорастворимых веществ и так далее.

2. Химические:

среда рН водного раствора;
способность к разнообразным реакций;
устойчивость к воздействию агрессивных веществ.

3. Физико-химические:

смачиваемость водой;
полярность пигмента;
светостойкость.

4. Технологические:

способность к закрашиванию;
емкость масла.

Физические свойства являются очень важными, поскольку от них напрямую зависят качественные характеристики будущего пигмента. Кристаллическое строение пигмента, например, определяет тот факт будет ли раствор смеси пигмента коллоидным.

Химические свойства пигментов базируются главным образом на способности таких веществ вступать в различные химические реакции.

Имеется ввиду общая их реакционная способность как химических реагентов, а также потенциальная возможность участвовать в том или ином преобразовании.

Главным показателем здесь является устойчивость к воде и другим растворам, которые могут участвовать в изменении состояния покрытой поверхности. Принимаются во внимание также кислотно-основные свойства пигментов, ведь они также влияют на качество будущей краски и способствуют созданию некоторые ее защитных свойств.

Физико-химические свойства пигментов по сути являются сочетанием двух вышеупомянутых групп. Такие особенности строения влияют на характеристику коллоидных красителей с позиции внешних свойств и реакционных способностей. От них во многом зависят химические и оптические свойства пигментов.

Под технологическими свойствами пигментов имеется ввиду показатели данной сферы, также влияют на качество готового изделия. Дело здесь идет о способности пигмента создавать на поверхности нужный цвет независимо от нижнего слоя (укривистость), интенсивность краски, с которой она меняет цвет поверхности на которую влияет.

Важную роль также играют такие показатели, как совместимость с другими компонентами системы, устойчивость к атмосферным факторам и тому подобное.

Обобщая, следует отметить, что свойства пигментов прямо пропорциональны качеству будущего изделия. Чем лучше дисперсные частицы использовались при создании краски, тем качественнее она будет.

Красители vs пигменты

Мы привыкли вольготно использовать термины и обозначения, не особо задумываясь над их смыслом, а ведь таким образом мы не только вносим некоторую сумятицу в диалог со знающим человеком, но и сами лишаем себя понимания предмета. Сегодня попытаемся разобраться, в чем же разница между красителями и пигментами и чем нам грозит неправильное применение этих веществ.

На косметическом рынке можно увидеть множество предложений с красителями для мыла, свечей, с пигментами, пигментными красителями, пищевыми красителями, глиттерами, перламутрами… Однако в реальности, чтобы понять физические свойства красителя или пигмента, нужно окунутся в технологию производства.

Мы не будем вдаваться глубоко в данный предмет – не будет чертежей мельниц для пигментов или классификаций по хромофорным группам. Строго говоря, для производства мыла, свечей или кондитерки и шоколада нужно уяснить только несколько важных моментов.

Краситель – это вещество, которое окрашивает конечный продукт, растворяясь в нем, то есть, вступая в химическую реакцию с основой. Он обязательно обладает свойством миграции. Например, пищевой краситель обладает прекрасными красящими свойствами и одинаково хорошо окрашивает пищу, мыло или свечи. Однако в мыльной основе он будет неизменно мигрирующим.

Дело в том, что химическая реакция его растворения не заканчивается после застывания мыла, и если такой кусок мыла положить на лист белой бумаги, то через какое-то время бумага под ним окрасится в цвет мыла.

Пигмент – это мелкодисперсное вещество, которое инертно химически к среде и окрашивает только благодаря своей пылеобразной форме. Так как никаких химических реакций не происходит, а фрагмент пигмента хоть и очень мелкий, все же крупнее молекул, никакой миграции при окрашивании происходить не может.

Конечно никто не отменял процесса диффузии, поэтому сами слои той же мыльной основы с годами могут проникать друг в друга перенося и пигмент, но данный эффект столь незначителен и растянут во времени, что им смело можно пренебречь.

Тем более что происходит не перемещение пигмента между слоев, а смешение окрашенных слоев между собой.

Итак, с этим мы разобрались: краситель – мигрирующий, пигмент – не мигрирующий. Что же еще желательно знать об этих веществах.

Теперь рассмотрим эти два класса более подробно.

Краситель

Красители обычно — органические вещества. Их можно получить даже в домашних условиях. Органика извлекается из насекомых и растений. Такие красители растворимы в воде, маслах и спирте.

Отличительная особенность красителя — способность пропитывать окрашиваемый материал, поэтому их используют в пищевой промышленности, при окраске тканей, бумаги, древесины, меха, волос и кожи. Они используют процессы диффузии и дают цвет по всему объёму, фиксируясь тем или иным способом на активных центрах — процессы сорбции.

Красители растворимы в красильной среде (растворителе). В процессе окрашивания они проникают внутрь материала и образуют более или менее прочную связь с волокнами. У красителей также есть разделение по различным классам. Самый известный в повседневной жизни вид красителя – пищевые красители.

Они безопасны, так как разрешены для применения в пищевых продуктах, они дают очень яркие и интенсивные цвета, они мигрирующие и не очень стойкие. Это водорастворимые красители и продаются они, как правило, в жидком виде, однако бывают доступны и порошками.

Есть жирорастворимые красители – это синтетические соединения.

Они прекрасно подходят для окрашивания свечей ручной работы и также обладают яркими оттенками, они более устойчивы и, как следует из названия, не растворяются в воде, зато прекрасно расходятся в парафине, воске, или стеарине. Впрочем, даже обычное масло отлично ими окрашивается.

Используются они не только для свечей, но и для окраски пластмасс, бензинов, искусственных кож, резины, технических жиров, масел, материалов бытовой химии (мастик, лаков, обувных кремов и др.). Иногда они используются и в кондитерской и косметической промышленностях, но в таком случае, такой краситель должен иметь соответствующий сертификат безопасности. Мыло окрашивается такими красителями особенно хорошо, однако они сильно мигрируют. Поставляются с производства в порошке.

Важный момент таких красителей – концентрация. Это действительно высококонцентрированные вещества, в некоторых случаях производитель даже указывает расход от 7 до 10 г.

на тонну! По это самой причине нередко для конечного потребителя, который хочет просто сделать свечи ручной работы, их приходится предварительно подготавливать – его разводят в том же парафине, воске, стеарине или маслах, делая своеобразный концентрат красителя уже в основном веществе.

Таким красителем удобно пользоваться, отрезая от парафинового куска необходимое количество красителя на одну-две свечи. Кроме того это гораздо безопаснее и чище, ведь порошкообразные вещества не только невероятно пыльные и красящиеся, но и не безопасные при дыхании.

Бывают еще спирторастворимые, ацетонрастворимые, дисперсные, кислотные, сернистые, протравные красители и так далее. Как несложно догадаться, в их названии заложено свойство растворения в каких-либо веществах. Данные классы нам не интересны, так как в косметике и пище не применяются. Распространенным представителем органики является краплак, извлекаемый из корней марены или крапа. Еще одно вещество растительного происхождения — индиго, получаемое из вайды. Современная промышленность также производит синтетическое индиго. Из морских моллюсков получают светло-коричневые цвета. Методом прокаливания из органического сырья можно получить черные красящие вещества. Существует большое количество природных красителей — красный сандал, кверцитрон, кармин, сепия, кампешевое дерево и т.д. Кампешевое дерево растет в Южной Америке, сандал — в Южной Азии, сепию добывают из каракатиц, кармин — из кошенили (крошечных насекомых). Можно получить красители и из менее экзотических источников. Как было сказано выше, получить органический краситель в домашних условиях несложно — измельчить растения или какие-либо их части и долго кипятить в воде, чтобы получился концентрированный отвар.

Например: Красный краситель можно получить из стебля зверобоя (отвар надо подкислить) или из корня подмаренника, из вымоченной ольховой коры или корней конского щавеля (прибавить к готовому отвару немного алюминиевых квасцов — иначе цвет будет тусклым). Синий краситель дома можно получить из лекарственного растения — корней девясила.

Для этого корни надо сначала подержать в нашатырном спирте — водном растворе аммиака. Синий краситель можно добыть также из цветов живокости и корней птичьей гречишки. Зеленый краситель извлекают из листьев трилистника (лекарственная трава).

Не такой яркий, но, тем не менее, красивый серо-зеленый краситель можно получить из листьев и стеблей манжетки, перед приготовлением отвара их необходимо тщательно измельчить. Желтый краситель дают многие растения: дрок красильный, орешник (кора), ольховидная крушина (кора, листья, ягоды), подмаренник (цветы).

Из плодов барбариса получается желтый краситель с лимонным оттенком. Коричневый краситель известен нашим бабушкам издавна. Помните, как яйца красят на Пасху, отваривая их с луковой шелухой. Так что если отварить в воде сухую кожуру репчатого лука, то получается коричневый краситель разных оттенков — от почти желтого до темно-коричневого.

Другой источник такого красителя — сухая кора жостера. Фиолетовый краситель, конечно же, дают ягоды черники и ежевики, он не очень стоек, но вполне может пригодиться для акварельных красок. Оранжевый краситель получается из стеблей и листьев чистотела.

Черный краситель прекрасно выходит при добавлении железного купороса в любой из выше приготовленных отваров — почти все отвары содержат дубильные вещества типа танина, и в присутствии солей двухвалентного железа они становятся черными. Ну а второй способ — отвар из ягод и корней воронца. Для органики характерна меньшая прочность в сравнении с минеральными красителями.

Пигмент

Пигменты большей частью — мелкая дисперсия минералов, разумеется, они нерастворимы. В краске они находятся в связующем веществе (воде, олифе, нитроцеллюлозе и др.). Если говорить о минеральных красках, то свойства краски зависят больше от основания, чем от пигмента, и связь с окрашиваемым материалом обеспечивает связующее.

Однако пигменты – это не только минералы, помимо природных неорганических пигментов бывают синтетические, металлические и даже органические (биологические) пигменты. Хороший пример пигмента – глиттер и перламутр. Да-да, это тоже пигмент.

Вообще самые известные у мыловаров пигменты – это перламутр, глиттер и диоксид титана (используется как белый краситель не только в мыловарении, но и в косметике в общем). И как знают многие мыловары, они никуда не мигрируют. Просто все тут зависит от размера частиц. Глиттер – это крупные частицы, перламутр – это перемолотый глиттер.

Пигмент — это измельченный перламутр. На самом деле не так, это самостоятельные в большинстве своем неорганические соединения, но для понимания процесса можно сделать такое допущение.

Ну а пигментные пасты – это перетертый пигмент в еще более мелкую фракцию. Есть даже водные пигментные пасты, однако это совсем не значит, что в воде действительно растворен пигмент – мы ведь теперь знаем, что он нерастворим.

Это взвесь, суспензия пигмента в воде — специальными мельницами пигмент перетирают до такого состояния, что он не может осесть в виде осадка в водной среде. Собственно тут и начинается самое интересное — путь красителя для мыла.

Но мы к нему еще вернемся, а пока продолжим про пигменты.

Наиболее известные пигменты – это диоксид титана, свинцовые и цинковые белила (белые), охра, сурик, киноварь, аурипигмент, желти кобальтовая, неаполитанская, цинковая и проч. (красные и желтые), берлинская лазурь, ультрамарин, азурит, индиго, кобальт синий (синие), кобальтовая зелень, ярь-медянка, брауншвейгская зелень, зеленый крон (зеленые), сажа, уголь, сажа газовая, франкфуртская чернь (черные), марганцовая коричневая, кассельская коричневая умбра, колькотар (коричневые). Итак, пигменты бывают минеральными – как правило, это такие мутные тона, хоть и разного цвета. Если взять старый советский пластилин, сейчас такой тоже бывает – там все цвета приглушенные, «грязные», типа кирпичного – это и есть минеральный пигмент. Синтетический пигмент дает большую палитру цветов, на примере того же пластилина – современные неоновые, кислотные цвета, впрочем он же может быть и в пастельных тонах, и бледный – это синтетические или синтетически-минеральные пигменты (они бывают комбинированные).

Кроме того пигменты делятся по способу получения: пигменты на основе оксида железа, пигменты на основе оксида хрома, пигменты на основе свинца, меди и сажи и отдельно стоят белые пигменты.

Не все пигменты одинаково полезны! Какие-то пигменты можно применять в косметическом производстве, какие-то только для окраски цементов и бетонов, третьи в минеральных красках, четвертые… В общем видов много, и зависят они от чистоты конечного материала, от способа получения.

Тот же диоксид титана бывает разных марок, одни применяются для окрашивания пластиков и резин, а другие для кремов, мыла и губной помады с пудрой.

Что же можно сказать о пигментах для косметики и мыла в частности. Главным образом перед продажей они требуют специальной подготовки.

То есть, чтобы получить из пигмента/пигментной пасты пигментный краситель, который продается в магазине в розницу, нужно его правильно приготовить.

Как правило, для приготовления пигментного красителя (в дальнейшем ПК) для мыла используют именно водорастворимую пигментную пасту (в дальнейшем ПП). Во-первых, красящие частицы в них наиболее мелкие, во-вторых, с ними проще работать, чем с сухими пигментами.

Заметьте: те ПК, которые вы приобретаете у нас, уже готовы к работе! Их не нужно разводить, подготавливать, перемешивать с чем-либо еще, они добавляются в растопленную мыльную основу прямо из тары. Вся подготовка от пигментной пасты по ПК происходит до продажи!

Дело в том, что добавлять пасту напрямую в мыло не получится. Это было проверено опытным путем. Ее концентрация настолько велика, что при добавлении капли ПП в растопленную основу на один кусок мыла (~100 г.), она не успевает полностью равномерно расходиться до отвердения основы. Получается интенсивный цвет мыла с крупинками пигмента.

Для создания ПК используют разные способы, кто-то хочет получить жидкий краситель, кто-то пастообразный. В зависимости от требований, используются разные компоненты-фундаменты, дружественные мыльной основе.

Пастообразные красители, как правило, нельзя использовать в мыле «с нуля», так как они содержат основу. В зависимости от свойств ПП, ПК могут быть как замутняющие, так и не замутняющие основу.

Это свойство важно, если необходимо сделать прозрачное цветное мыло – обращайте внимание на характеристики, как правило, данный параметр всегда указан. Щелочестойкость ПК важна при изготовлении мыла «с нуля».

Есть еще интересный вид пигмента или красителей – суперконцентраты, мастербатчи, СКП или маточная смесь.

Для производства косметики они абсолютно бесполезны, а вот для любителей полепить из Полиморфуса (поликапролактона) это настоящая находка.

Суперконцентраты — это концентраты пигментов, красителей и других активных веществ на основе полимера, воска, или парафинов, используемые для придания изделиям из пластмасс цвета, оттенка или специфических свойств.

Впрочем, если помните, выше мы рассказывали о жирорастворимых красителях для свечей. Так вот, по сути, кусочки сильноокрашенного парафина и есть те же мастребатчи. Соответственно основой суперконцентрата выступает некое связующее вещество, которое способно высвобождать пигмент или краситель в тех же условиях, при которых производится продукт. Для свечей – это концентрированный краситель в самом парафине, который расплавится вместе с основой для свечи (парафине, воске, геле), для пластика поликапролактона – это гранулы самого поликапролактона, окрашенные концентратом, которые также размягчатся вместе с основной массой для лепки.

Удобство таких красителей видно невооруженным глазом – ничего не пачкается и не красится, нет вредной пыли, легко отмерить необходимую дозировку.