
Οι χρωστικές προσθέτουν χρώμα σε ένα υλικό και χρονολογούνται πριν από 40.000 χρόνια. Σήμερα, σχεδόν κάθε βιομηχανία χρησιμοποιεί χρωστικές ουσίες στις διαδικασίες παραγωγής της.
Οι χρωστικές διαφέρουν ως προς την αδιαφάνεια, τη θερμική σταθερότητα, το χρώμα, την χημική αντοχή και άλλα. Μπορούν να είναι φυσικά, συνθετικά ή συνδυασμός των δύο. Είναι σημαντικό να μάθετε τη σύνθεση μιας χρωστικής πριν τη χρησιμοποιήσετε για οποιοδήποτε έργο.
Τι είναι μια χρωστική ουσία;
Μια χρωστική είναι ένα σύνολο ενώσεων με έντονο χρώμα. Είναι εντελώς ή σχεδόν αδιάλυτα στο νερό και αντανακλούν το φως. Μια χρωστική ουσία αλλάζει το χρώμα του ανακλώμενου ή μεταδιδόμενου φωτός λόγω επιλεκτικής απορρόφησης μήκους κύματος.
Οι χρωστικές δίνουν στα προϊόντα το χρώμα τους. Θα τα βρείτε σε χρώματα, καλλυντικά, υφάσματα, τέχνη και πολλά άλλα.
Ιστορία των χρωστικών στην παραγωγή χρώματος
Οι φυσικές χρωστικές όπως ο άνθρακας, τα καμένα ζωικά λίπη, η κιμωλία και η ώχρα δημιούργησαν τις πρώτες χρωματικές παλέτες. Αποτελούνταν από πέντε χρώματα: κίτρινο, καφέ, μαύρο, λευκό και κόκκινο. Ο πρώτος άνθρωπος χρησιμοποιούσε χρωστικές ουσίες για διακοσμήσεις σώματος και σε τοίχους σπηλαίων.
Οι Αιγύπτιοι και οι Κινέζοι ανακάλυψαν περισσότερες χρωστικές από ορυκτά όπως ο αζουρίτης, ο χαλκός και ο μαλαχίτης.
Το 3000 π.Χ., οι Αιγύπτιοι δημιούργησαν την πρώτη συνθετική χρωστική ουσία, το αιγυπτιακό μπλε. Η πρασινωπό-μπλε χρωστική ουσία αποτελείται από άμμο, μετάλλευμα χαλκού και ασβέστη. Οι καλλιτέχνες της παλαιολιθικής εποχής συμβάλλουν επίσης στην ανακάλυψη χρωστικών.
Τύποι χρωστικών
Ενώ όλες οι χρωστικές προσθέτουν χρώμα σε ένα υλικό, προέρχονται από πολλές πηγές. Εδώ είναι οι κύριοι τύποι χρωστικών.
1. Συνθετικές χρωστικές
Οι κατασκευαστές παράγουν συνθετικές χρωστικές από πετροχημικά μέσα από απλές χημικές αντιδράσεις όπως η οξείδωση. Μπορούν να χρησιμοποιούν σίδηρο, μόλυβδο και άλλα μέταλλα στη σύνθεση συνθετικών χρωστικών. Αυτοί οι τύποι δεν περιέχουν συνδέσμους ή αλυσίδες άνθρακα.
Το μέγεθος των σωματιδίων των συνθετικών χρωστικών είναι μεγαλύτερο από αυτό των οργανικών ενώσεων, επομένως αντανακλούν περισσότερο φως. Ως αποτέλεσμα, οι ανόργανες χρωστικές είναι πιο αδιαφανείς και αδιάλυτες από τις οργανικές αντίστοιχές τους. Οι συνθετικές χρωστικές περιλαμβάνουν χρωστικές ουσίες διοξειδίου του τιτανίου, χρωμίου και καδμίου.
2. Φυσικές χρωστικές
Οι φυσικές ή οργανικές χρωστικές περιέχουν αλυσίδες άνθρακα. Οι κατασκευαστές τα προέρχονται από φυτά, ζώα και ορυκτά. Η παραγωγή οργανικών χρωστικών περιλαμβάνει πλύσιμο, στέγνωμα, σύνθλιψη και ανάμειξη.
Αν και έχουν μικρότερη ένταση χρώματος, οι φυσικές χρωστικές είναι λιγότερο τοξικές από τις ανόργανες χρωστικές. Ορισμένοι κατασκευαστές τα συνδυάζουν με χημικές ουσίες για να κάνουν συνθετικές οργανικές χρωστικές ουσίες. Αυτές περιλαμβάνουν αζω-χρωστικές, διαζω-χρωστικές, χρωστικές με όξινη βαφή, αλιζαρίνη, φθαλοκυανίνη και κινακριδόνη.
3. Μεταλλικές Χρωστικές
Οι μεταλλικές χρωστικές είναι φυσικά και τείνουν να είναι ξηρές. Αποτελούνται από μέταλλα και ορυκτά μεταλλεύματα όπως αλουμίνιο, ψευδάργυρος και χαλκός. Οι κατασκευαστές τα επεξεργάζονται μέσω κονιοποίησης και ανάμειξης.
Οι μεταλλικές χρωστικές είναι κοινές σε επικαλύψεις αυτοκινήτων και σε ορισμένα καλλυντικά προϊόντα.
4. Βιομηχανικές χρωστικές
Οι βιομηχανικές χρωστικές είναι οργανικές ή ανόργανες χρωστικές σε μορφή σκόνης. Αναμιγνύονται με ρητίνες ή χρώματα για να παρέχουν χρώμα, ανθεκτικότητα και αντοχή στη διάβρωση. Οι βιομηχανικές χρωστικές είναι επίσης διαθέσιμες σε άλλες μορφές, συμπεριλαμβανομένων υγρών, κόκκων, κεριών, σφαιριδίων και τσιπς.
Οι βιομηχανικές χρωστικές είναι χρωστικές για ποτά, τρόφιμα, χαρτί, πλαστικά και φαρμακευτικά προϊόντα.
Ο ρόλος των χρωστικών στην παραγωγή χρώματος
Οι χρωστικές σε ξηρή σκόνη συνδυάζονται με συνδετικό υλικό για να δώσουν σε ένα υλικό το χαρακτηριστικό του χρώμα. Είναι χρωστικές σε πίνακες ζωγραφικής, καλλυντικά, μελάνια και διάφορες βιομηχανίες.
Καλές τέχνες
Τα χρώματα που χρησιμοποιούνται στα έργα τέχνης αποτελούνται από χρωστική ουσία και συνδετικά. Οι χρωστικές διαφέρουν ως προς τη σταθερότητα χρώματος, τον χρόνο στεγνώματος και την ένταση χρώματος. Τα συνδετικά συγκρατούν τις χρωστικές μεταξύ τους και σχηματίζουν ένα φιλμ στην επιφάνεια εφαρμογής.
Οι καλλιτέχνες χρησιμοποιούν χρωστικές σε μονόχρωμα χρώματα για την αφηρημένη ζωγραφική. Δημιουργεί αρμονία και ισορροπία. Οι καλλιτέχνες αναμειγνύουν επίσης χρωστικές για να δημιουργήσουν διαφορετικές αποχρώσεις. Για παράδειγμα, η ανάμειξη κίτρινων και μπλε χρωστικών αποδίδει το πράσινο χρώμα.
Βιομηχανικές Εφαρμογές
Στην κλωστοϋφαντουργία, οι χρωστικές βάφουν συνθετικές και φυσικές ίνες. Κινούνται σε νήμα σε μορφή σφαιριδίων, γνωστή ως βαφή διαλύματος. Η βαφή με διαλύματα είναι πιο βιώσιμη από την παραδοσιακή βαφή, η οποία χρησιμοποιεί ενέργεια, χημικές ουσίες και νερό.
Άλλες βιομηχανικές εφαρμογές περιλαμβάνουν το χρωματισμό σαπουνιού, πλαστικών, χαρτιού, ξύλου, μετάλλου και άλλα.
Καλλυντικά Προϊόντα
Η βιομηχανία καλλυντικών χρησιμοποιεί χρωστικές ουσίες για την παραγωγή προϊόντων προσωπικής περιποίησης όπως σαπούνια και κρέμες σώματος. Οι οργανικές χρωστικές που περιέχουν αζωχρωστικές, λίμνες και βοτανικές ουσίες είναι κοινές στα καλλυντικά σκευάσματα. Ενώ ορισμένες αζωχρωστικές και λίμνες είναι επιβλαβείς για το δέρμα, τα βοτανικά είναι ασφαλή και μη τοξικά.
Κορυφαία ζητήματα κατά την επιλογή μιας χρωστικής
Οι χρωματικές χρωστικές διαφέρουν ως προς την αδιαφάνεια, τη θερμική και χημική σταθερότητα, την αντοχή χρωματισμού και άλλα.
Αδιαφάνεια
Οι χρωστικές με μεγαλύτερη αντοχή χρώματος είναι πιο αδιαφανείς. Οι ανόργανες χρωστικές έχουν υψηλή αδιαφάνεια, σε αντίθεση με τις οργανικές χρωστικές.
Υλικά με οργανικές χρωστικές ουσίες επιτρέπουν στο φως να περάσει. Οι οργανικές χρωστικές είναι κατάλληλες για γυαλιά, ενώ οι ανόργανες είναι αποτελεσματικές για χρώματα και επιστρώσεις.
Θερμική σταθερότητα
Οι οργανικές και ανόργανες χρωστικές αντιστέκονται στο ξεθώριασμα και τη φθορά όταν εκτίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες. Όμως, οι ανόργανες χρωστικές έχουν καλύτερη θερμική σταθερότητα σε ακραίο ηλιακό φως και ζέστη.
Χημική αντίσταση
Οι χρωστικές χρειάζονται χημική αδράνεια για να αντισταθούν στην αποικοδόμηση με την έκθεση σε χημικές ουσίες. Μπορείτε να βρείτε αδρανείς χρωστικές σε χρώματα, επιστρώσεις, μόνωση καλωδίων και μελάνι. Ενώ οι οργανικές χρωστικές έχουν υψηλή χημική αντοχή, το επίπεδο αντοχής ποικίλλει στις ανόργανες χρωστικές.
Αντοχή χρωματισμού
Οι οργανικές χρωστικές έχουν μεγαλύτερη αντοχή χρωματισμού από τις αντίστοιχες ανόργανες. Με τέτοιες χρωστικές, χρειάζεστε μικρές ποσότητες για υλικά χρωματισμού. Αυτή η ποιότητα καθιστά τις οργανικές χρωστικές ουσίες την τυπική χρωστική για πλαστικά και ρητίνες.
Διασπορά
Δεδομένου ότι οι χρωστικές έρχονται σε στερεές μορφές, χρειάζονται διαβροχή για να μπορούν να εφαρμοστούν σε επιφάνειες. Η διασπορά τους σε υγρά μέσα εξασφαλίζει σταθερότητα και αποτρέπει την επανασυσσωμάτωση. Υπάρχουν παράγοντες διασποράς για συγκεκριμένες χρωστικές. Είναι κατάλληλα για σκευάσματα μελανιού και βαφής.
Τοξικότητα
Οι ανόργανες χρωστικές που περιέχουν μόλυβδο, κάδμιο, κοβάλτιο και μαγγάνιο είναι τοξικές. Τέτοιες χρωστικές ουσίες δεν είναι ασφαλείς για εισπνοή και προκαλούν αλλεργικές αντιδράσεις στο δέρμα. Ορισμένες μεταλλικές χρωστικές είναι επίσης καρκινογόνες και δεν έχουν εγκριθεί για χρήση. Ελέγξτε για χρωστικές ουσίες πιστοποιημένες από τον FDA σε τρόφιμα, καλλυντικά και φάρμακα.
Αντοχή στο φως
Οι ανόργανες χρωστικές έχουν υψηλή αντοχή στο ξεθώριασμα με την έκθεση στο φως. Οι οργανικές χρωστικές ουσίες υψηλής απόδοσης είναι επίσης ανθεκτικές στο φως, κάτι που ποικίλλει σε κάθε τύπο.
Χρώμα
Οι χρωστικές είναι διαθέσιμες σε μεγάλη ποικιλία αποχρώσεων. Ενώ οι οργανικές χρωστικές είναι πιο φωτεινές, είναι λιγότερο ανθεκτικές από τις ανόργανες. Οι ανόργανες χρωστικές ουσίες είναι γνωστές για την εξαιρετική τους δύναμη απόκρυψης και αντοχή.
Διαλυτότητα
Δεδομένου ότι οι χρωστικές είναι αδιάλυτες, χρησιμοποιείται ένα υγρό μέσο (όχημα) για τη διασπορά τους. Παραδείγματα οχημάτων χρωστικής περιλαμβάνουν λινέλαιο, αλκοόλη, αιθέρες γλυκόλης και άλλα. Για χρώματα με βάση το νερό ή λατέξ, το νερό χρησιμεύει ως όχημα.
Ζητήματα υγείας και ασφάλειας για χρωστικές ουσίες
Χρησιμοποιήστε ατομικό προστατευτικό εξοπλισμό όταν χειρίζεστε τυχόν χρωστικές ουσίες. Η έκθεση σε ξηρές χρωστικές ενέχει κίνδυνο εισπνοής μεταλλικών ρύπων και χημικών. Οι περισσότερες μεταλλικές χρωστικές είναι καρκινογόνες και ενέχουν κινδύνους για την υγεία όταν διεισδύουν στους πνεύμονες.
Ελέγξτε το Φύλλο Δεδομένων Ασφαλείας Υλικού (MSDS) για οδηγίες αναγνώρισης της χρωστικής και ασφαλούς χειρισμού. Όταν αναμιγνύετε ξηρές χρωστικές, χρησιμοποιήστε απαγωγέα καπνού για να αποφύγετε την εισπνοή της σκόνης της χρωστικής.
Αν σας αρέσει η σελίδα μας παρακαλούμε μοιραστείτε με τους φίλους σας & Facebook