رنگ و رنگرزی

ساختار و ویژگی رنگزاها

پیش از پرداختن به ساختار و ویژگی های ماده رنگزا ٬نخست باید با چند واژه آشنا شویم :

Colourant
ماده رنگزا.
Pigment.
ماده رنگی
Dyestuff.
ماده رنگرزی که معمولا با یک اصلاح کننده ماننده ماده رنگرزی خمی و …می آید.
Paint
ماده نقاشی

direct-dyes-250x250

برای یک ماده رنگزا که بتواند بجای رنگینه در صنعت رنگرزی مورد کاربرد قرار گیرد باید یکسری اتصالات جانبی ویژه و معین وجود داشته باشد .

☆نخستین ویژگی وجود کرومفر Chromophor در ماده رنگی است . کرومفر ها ترکیب هایی هستند که دارای باند مضاعف بوده و مایه رنگی دیده شدن اجسام می گردند .
۱) گروه های آزو N=N
۲) گروه های کربوکسیل C=O
۳)گروه های دی کربن C=C
۴)گروه های نترو NO2
۵) گروه های C=N

ساختار رنگزا

√ البته قرار گرفتن کرومفر باید بگونه ایی باشد که دوتا از هر گروه آنها پشت سر هم جای گیرد .

ساختار رنگزا
☆☆ دومین ویژگی یک ماده رنگی می بایست دارا باشد تا بتواند با لیف دلخواه ایجاد پیوند نمایند آگزوکروم Auxochrome میباشد که شناخته شده ترین آنها گروه های آمینو و گروه های هیدروکسیل OH است که به گفته دیگر به آنها Salt forming group نیز میگویند . چراکه گروههایی هستند که با الیاف ، اتصالات و پیوند های شیمیایی برقرار میکنند .

ساختار رنگزا

☆☆☆ سومین ویژگی ماده رنگزا قابلیت حل شدن آن در آب است که مهمترین گروه هایی که میتوانند در حل شدن ماده رنگی در آب موثر باشند گروه های فنیلیک در رنگ های طبیعی است و So3Na در سینتیک.

ساختار رنگزا

☆☆☆☆ چهارمین ویژگی ماده رنگی اندازه مولکول آن است که بتواند در درون زنجیر مولکولی نفوذ نموده و جایگزین شود و چنانچه قابل انتشار Diffusion نباشد عمل رنگرزی انجام نخواهد پذیرفت .

ساختار رنگزا

عوامل رنگزا در رنگ عبارتند از :
۱) کرومفر ها ؛
دی آزو بنزن
نیترو بنزن
پارا نیترو کینون
۲) اکسوکرم ها ؛
که شامل عاملهای NH-R1-R2-N میشوند .

☆☆ تفاوت میان ماده رنگین و رنگزا:

میدانیم بنزن در برابر چشم غیر مسلح محلولی بی رنگ است چراکه طیف جذبی آن در پهنه فرابنفش اسپکترو فتومتر میباشد واگر بنزن را نیتره نموده و یاعوامل اشباع نشده مانند پارا نیتروکینون ، نیترو بنزن ، دی آزو بنزن را با آن وارد واکنش کنیم جذبی در پهنه قابل دید نمایان می گردد .
این عوامل در حقیقت ایجاد کننده رنگ در مولکول میباشند . و اگر احیا شوند رنگ حاصل شده از بین می رود .

√ مثلا اگر نیترو بنزن که زرد رنگ میباشد احیا گردد اتیلن بی رنگ حاصل میشود .

photo_2015-12-23_23-01-22photo_2015-12-23_23-01-15ساختار رنگزا

همانطور که گفته شد برای اینکه رنگ قابل جذب به الیاف باشند نیاز به گروه هایی بنام اکسوکروم دارند . متداول ترین آنها با ساختتار زیر هستند :
ON-NH2-NHR-NR2
√ اگر اکسوکروم را از بین ببریم ماده موجود رنگین باقی میماند اما رنگزا نمیباشد .

☆☆زرد سبز رنگ ، زرد ، نارنجی ، سرخ ، ارغوانی ، بنفش ، لاجوردی ، آبی سبز رنگ .
عواملی که باعث تغییرات رنگهای نام برده میشوند را باتوکرم Bathochrome و عمل آن را Deepening می نامند. بدین جهت با افزودن چندین رادیکال اکسوکرم در یک رنگ معمولا رنگ عمیق تر شده و اجازه می دهد یکسری رنگ های مختلف ایجاد کرد که از دیدگاه ساختار شیمیایی مشابه باشند .

(باتوکروم – عامل رنگ در رنگینه – گروهی که طول موج حاکم در رنگینه را به طرف طول موجهای بالاتر پیش می برد و فام رنگها را سیرتر می کند.

منظور از اثر هیپو کرومیک و هیپر کرومیک تغییر شدت جذب بدون تغییر در طول موج می باشد
اثر هیپرکرومی افزایش شدت جذب٬اثرهیپوکرومی کاهش شدت جذب )

ساختار رنگزا

☆☆بیشتر رنگهای سینتیک از ترکیبات زیر مشتق میشوند :

بنزن
نفتالین
آنتراسین

این مواد از قطران زغال سنگ بدست می آیند . ازینرو به رنگهایی که بدین روش تهیه می شوند را Coal tar dyestuees مینامند .

پایه های رنگزا

☆☆ پایه رنگ های سینتیک :
۱) تهیه آنتراسن ، نفتالین ، کروزول ، فنل ، اگزیلن ، تولون ، بنزن
۲) واکنش های زیر تبدیل به ماده رنگی میشوند :
نیتراسیون ، هالوژناسیون ، سولفوناسیون ، آمیناسیون ، اکسیداسیون ، ریداکسیون ، هیدرولیز

☆☆ پیوند مولکول رنگ به لیف :
برای پیوند مولکول های رنگ به لیف چهارگونه نیرو به شرح زیر وجود دارد :
۱) نیروهای یونی
۲)پیوندهای هیدروژنی
۳) نیروهای واندروالس
۴) اتصال های کوالانسی

√یونی : لیف – رنگ
√هیدروژنی : در اثر گرفتن یک جفت الکترون تنها از یک اتم الکترون دهنده توسط اتم هیدروژن که خود دارای اتصال کوالانسی است پدید می آید .
√ نیروهای واندروالس : نیرویی که بین اتمها و یا مولکول های همه موادوجود دارد ودر سنجش با دیگر نیروهای بین اتمی کوچک هستند .
√ اتصال کووالانسی : پیوند های شیمیایی واقعی بین مولکول های رنگ و الیاف.

☆☆ دسته بندی رنگ های نساجی از نظر ساختار شیمیایی :
۱. رنگینه های آزو
۲. رنگینه های آنتراکینون
۳. رنگینه های ایندیگویید ، تیو ایندیگویید و گوگردی
۴. رنگینه های خمره ایی – آنتراکینونی
۵. رنگینه های تری آریل متان
۶. رنگینه های کاتیونی (بازیک)
۷. رنگینه های یخی یا ظاهر شونده Ingrain dyes = Ice dyes
۸.رنگ مشکی آنیلین ( اکسایشی)
۹. رنگ های استیلبن ( سفید کن نوری)

منبع: مرجع تخصصی صنایع نساجی ایران

منبع :