Pigmentin määritelmä ja kemia

Pigmentti on aine, jolla on tietty väri, koska se imee valikoivasti aallonpituus valon. Vaikka monilla materiaaleilla on tämä ominaisuus, käytännöllisesti sovellettavat pigmentit ovat stabiileja normaaleissa lämpötiloissa ja niillä on korkea sävyvyys, joten värin näkemiseen tarvitaan vain pieni määrä, kun sitä käytetään esineissä tai sekoitettuna kantoaineen kanssa. Kutsutaan pigmenttejä, jotka joko haalistuvat tai muuten mustatuvat ajan myötä tai pitkälle altistuessa valolle hajoavat pigmentit.

Varhaisimmat pigmentit tulivat luonnollisista lähteistä, kuten puuhiilestä ja jauhettuista mineraaleista. Paleoliittiset ja neoliittiset luolamaalaukset osoittavat hiilimustan, punaisen okran (rautaoksidi, Fe₂O₃) ja keltainen okri (hydratoitu rautaoksidi, Fe₂O₃· H₂O) tunnettiin esihistorialliselle ihmiselle. Synteettiset pigmentit tulivat käyttöön jo B.C.E. 2000. Valkoinen lyijy valmistettiin sekoittamalla lyijyä ja etikkaa hiilidioksidin läsnä ollessa. Egyptin sininen (kalsiumkuparisilikaatti) tuli lasista, joka oli väritetty käyttämällä malakiittia tai muuta kuparimalmia. Kun yhä enemmän pigmenttejä kehitettiin, tuli mahdotonta seurata niiden koostumusta.

Kansainvälinen standardisointijärjestö (ISO) kehitti 1900-luvulla pigmenttien ominaisuuksia ja testaamista koskevia standardeja. CII on julkaistu standardi-hakemisto, joka identifioi jokaisen pigmentin sen kemiallisen koostumuksen perusteella. CII-järjestelmässä indeksoidaan yli 27 000 pigmenttiä.

Pigmentti on aine, joka on joko kuiva tai muu liukenematon nestemäisessä kantajassaan. Nestemäisessä muodossa oleva pigmentti suspensio. Sitä vastoin väriaine on joko nestemäinen väriaine tai liukenee muuten nesteeseen muodostamaan ratkaisu. Joskus liukoinen väriaine voi saostua metallisuolapigmentiksi. Tällä tavalla väriaineesta valmistettua pigmenttiä kutsutaan a: ksi järven pigmentti (esimerkiksi alumiinijärvi, indigojärvi).

Sekä pigmentit että väriaineet absorboivat valoa tietyn värin saamiseksi. Sitä vastoin luminesenssi on prosessi, jolla materiaali emittoi valoa. esimerkkejä luminesenssista ovat fosforiloiste, fluoresenssi, kemiluminesenssi ja bioluminesenssi.

Biologiassa termi "pigmentti" määritellään jonkin verran eri tavalla, missä pigmentti viittaa mihin tahansa solussa esiintyvään värilliseen molekyyliin riippumatta siitä onko se liukoinen. Joten vaikka hemoglobiini, klorofylli, melaniini ja bilirubiini (esimerkeinä) eivät sovi pigmentin kapeaan määritelmään tieteessä, ne ovat biologisia pigmenttejä.

Eläin- ja kasvisoluissa esiintyy myös rakenneväriä. Esimerkki voidaan nähdä perhossiipissä tai riikinkukkojen höyhenissä. Pigmentit ovat samanvärisiä riippumatta siitä, milloin niitä katsellaan, kun taas rakenneväri riippuu katselukulmasta. Vaikka pigmentit värjätään selektiivisellä absorptiolla, rakenteellinen väri johtuu selektiivisestä heijastuksesta.

Pigmentit absorboivat selektiivisesti valon aallonpituuksia. Kun valkoinen valo osuu pigmenttimolekyyliin, on olemassa erilaisia ​​prosesseja, jotka voivat johtaa imeytymiseen. Kaksinkertaisten sidosten konjugoidut järjestelmät absorboivat valoa joissakin orgaanisissa pigmenteissä. Epäorgaaniset pigmentit voivat absorboida valoa elektroninsiirtolla. Esimerkiksi vermilioni absorboi valoa siirtämällä elektronin rikkianionista (S^2-) metallikationiksi (Hg²⁺). Latauksensiirtokompleksit poistavat suurimman osan valkoisen valon väreistä, heijastaen tai hajottaen loput lopusta näkymään tietynä värinä. Pigmentit absorboivat tai vähentävät aallonpituuksia eivätkä lisää niitä, kuten luminoivat materiaalit tekevät.

tulevan valon spektri vaikuttaa pigmentin ulkonäköön. Joten esimerkiksi pigmentti ei näytä aivan samalla värillä auringonvalossa kuin se loisteputken valaistuksessa, koska erilainen aallonpituusalue heijastuu tai on hajallaan. Kun pigmentin väri on esitetty, mittauksessa käytetty laboratorion vaalea väri on ilmoitettava. Yleensä tämä on 6500 K (D65), mikä vastaa auringonvalon värilämpötilaa.

Pigmentin sävy, kylläisyys ja muut ominaisuudet riippuvat muista yhdisteistä, joita se liittyy tuotteisiin, kuten sideaineisiin tai täyteaineisiin. Esimerkiksi, jos ostat maalin värin, se näyttää erilaiselta seoksen koostumuksesta riippuen. Pigmentti näyttää erilaiselta riippuen siitä, onko sen lopullinen pinta kiiltävä, matta jne. Pigmentin toksisuuteen ja stabiilisuuteen vaikuttavat myös pigmenttisuspension muut kemikaalit. Tämä on huolta tatuointimusteista ja niiden kantajat, muiden sovellusten joukossa. Monet pigmentit ovat erittäin myrkyllisiä itsessään (esim. lyijyvalkoinen, kromivihreä, molybdaattioranssi, antimonivalkoinen).

Pigmentit voidaan luokitella sen mukaan, ovatko ne orgaanisia vai epäorgaanisia. Epäorgaaniset pigmentit voivat olla metallipohjaisia ​​tai eivät. Tässä on luettelo joistakin tärkeimmistä pigmenteistä:

• Kadmiumpigmentit: kadmiumpunainen, kadmiumkeltainen, kadmiumoranssi, kadmiumvihreä, kadmiumsulfoselenidi
• Kromipigmentit: kromi keltainen, viridian (kromi vihreä)
• Kobolttipigmentit: koboltti sininen, koboltti violetti, cerulean sininen, aureoliini (koboltti keltainen)
• Kuparipigmentit: atsuriitti, egyptiläinen sininen, malakiitti, Pariisin vihreä, Han violetti, Han sininen, verdigris, ftalosyaniini vihreä G, ftalosyaniinin sininen BN
• Rautaoksidipigmentit: punainen okra, venetsialainen punainen, prussin sininen, sanguine, caput mortuum, oksidipuna
• Lyijypigmentit: punainen lyijy, lyijyvalkoinen, cremnitzvalkoinen, Napoli keltainen, lyijy-tinakeltainen
• Mangaanipigmentti: mangaani violetti
• Elohopeapigmentti: vermillion
• Titaanipigmentit: titaanivalkoinen, titaanimusta, titaaninkeltainen, titaani-beige
• Sinkkipigmentit: sinkki valkoinen, sinkkiferriitti

• Hiilipigmentit: hiilimusta, norsunluu musta
• Savi maa (rautaoksidit)
• Ultramariinipigmentit (lapis lazuli): ultramariini, ultramariininvihreä

• Biologiset pigmentit: alizariini, alizariinikirkka, gamboge, kohenelinpunainen, ruusunpunainen, indigo, intian keltainen, Tyrian violetti
• Ei-biologiset orgaaniset pigmentit: kinakridoni, magenta, diarylidi keltainen, ftalosininen, ftalonvihreä, punainen 170