شیمی رنگ
فهرست مطالب
رنگ چیست؟
طبقه بندی رنگ ها براساس رنگرزی
رنگدانه
فیزیک رنگ
رنگ در نساجی
طبقه بندی رنگ ها براساس کاربرد رنگ ها
رنگ چیست؟
رنگها را معمولا براساس خواص آنها و ساختمان ماده اصلی (ساختمان شیمیایی مواد) طبقه بندی می کنند. روش دیگر طبقه بندی رنگها براساس روش مصرف آنها در رنگرزی می باشد. روش و تکنیک رنگرزی به ساختمان ، طبیعت الیاف یا شئ مورد رنگرزی بستگی دارد. به عبارت دیگر رنگرزی پشم و ابریشم و دیگر الیاف به دست آمده از حیوانات با رنگرزی پنبه و الیاف به دست آمده از گیاهان تفاوت دارد. نقش ساختمان شیمیایی الیاف در تعیین رنگ مورد نیاز در رنگرزی همیشه ساختمان شیمیایی الیاف تعیین کننده نوع رنگ مورد نیاز و تکنیک رنگرزی می باشد.
رنگ عنصر هنری است که وقتی نور، با یک جسم برخورد می کند، به چشم منعکس می شود و نور تولید میشود. اما در طراحی هنری، رنگ ویژگی های زیادی دارد که در درجه اول ذهنی هستند. اینها شامل خصوصیاتی مانند هماهنگی است.
طبقه بندی رنگ ها براساس رنگرزی
رنگهای مستقیم یا رنگهای جوهری
رنگ پخش شونده
رنگ خمیری
رنگ واکنشی
رنگ دانه ای
رنگدانه
نگاه کلی معمولا مواد رنگی را به دو دسته پیگمانها ( رنگدانه ها ) و رنگها طبقه بندی می کنند. رنگدانه با رنگ متفاوت می باشد. تفاوت آنها در این است که رنگ بایستی توسط ماده مورد رنگرزی جذب شود در حالیکه رنگدانه فقط سطح جسم را رنگی می کند. رنگدانه ها در آب نامحلول هستند. اما می توان آنها را مانند رنگدانه های مورد مصرف در نقاشی ، توسط حلال مناسبی به صورت سوسپانسیون در آورد.اگر ساختمان شیمیایی رنگدانه را بتوان اندکی تغییر داد بطوری که در آب انحلال پذیر گردد، در اینصورت ممکن است بتوان آن را به عنوان رنگ در رنگرزی مصرف کرد.
خاصیت ذره ای و موجی نور که یک پدیده ی فیزیکی الکترومغناطیسی است و در نتیجه ی برخورد نور به سطح اشیاء و باز تاب ویژه ی طول موجی این تابش نور و شدت آن، توسط چشم احساس و پردازش شده، و به عنوان مفهوم رنگ آن در ذهن شناخته می شود. تجزیه ی نور سفید توسط یک منشور نیز یک خاصیت فیزیکی است که با این عمل هفت رنگ طیف بدست می آید: شامل بنفش، نیلی، آبی، سبز، زرد، نارنجی و قرمز است؛ بنابراین رنگ ها ناشی از امواج نور هستند و چشم انسان قادر است رنگ هایی را که طول موج آن ها بین ۴۰۰ تا ۷۰۰ نانومتر است ببیند.
فیزیک رنگ
رنگ های نساجی موادی هستند که برای رنگ آمیزی پارچه ها استفاده می شوند. رنگ ها به پارچه خیس می شوند و آن را از نظر شیمیایی تغییر می دهند و در نتیجه رنگی که در اثر استفاده مکرر برای همیشه باقی می ماند. امروزه بیش از ۱۰۰۰۰ ماده به عنوان رنگ های نساجی طبقه بندی می شوند و انواع مختلف رنگ ها روی انواع خاصی از پارچه بهتر عمل می کنند. بیشتر لباس ها و وسایل منزل ما با رنگ های مصنوعی یا مصنوعی رنگ شده است.
رنگ در نساجی
در اینجا به انواع رنگ های مورد استفاده در صنایع نساجی و چاپ می پردازیم
این نوع رنگها ، از ترکیبات آلی یا هیدروکلریدها می باشند که کرومورفورها بصورت کاتیونی است. از این نظر این دسته رنگها را رنگهای کاتیونی نیز می گویند و معمولا دارای فرمول عمومی می باشند. رنگ باز وقتی ظاهر می شود که بصورت نمک در آید.
طبقه بندی رنگ ها براساس کاربرد رنگ ها
رنگهای بازی
رنگهای اسیدی
این رنگها نمکهای سدیم ، اسیدهای سولفونیک و کربوکسیلیک هستند و برای الیاف سلولزی نامناسب اند. اما برای الیاف پروتئینی و پلی آمیدی مناسب اند. رنگهای اسیدی فقط به کمک گرما جذب الیاف می شوند و در کمتر از آن جذب الیاف نمی شوند و هر چه دما از بالاتر رود، شدت جذب رنگ توسط الیاف نیز افزایش می یابد.
رنگهای دندانه ای
این رنگها به تنهایی روی الیاف نمی توانند تثبیت شوند، بلکه برای این کار به ماده تثبیت کننده که اصطلاحا «دندانه» نامیده می شود، نیاز دارند که مهمترین انها هیدروکسیدهای کروم ، قلع ، آلومینیوم و آهن است. در این سیستم رنگرزی ، مولکولهای رنگ در نقش لیگاند یک یا چند الکترون غیر پیوندی خود را به فلزی که دارای اوربیتالهای خالی است، می دهند. بدین صورت پیوند داتیو بین آنها تشکیل می شود.
رنگهای دندانه ای دو نوع اند :
رنگهای دندانه ای طبیعی
رنگهای دندانه ای اسیدی
رنگهای مستقیم
این رنگها بدلیل داشتن گروههای اسید سولفونیک یا نمکهای سدیم آنها به رنگهای اسیدی شباهت دارد و بطور کلی ، از ترکیبات سولفونه شده آزو می باشند. این رنگها مستقیما برای رنگرزی الیاف سلولزی بکار گرفته می شود. اما برای الیاف پروتئینی شرایط ویژه ای لازم است
مهمترین این سری رنگها عبارتند از :
رنگهای مستقیم منو آزو مانند دی آزوامین اسکارلت B
رنگهای مستقیم دی آزو
رنگهای مستقیم تریس آزو ، مانند قهوه ای دی آزو
رنگهای مستقیم تترا آزو
رنگهای کلوئیدی
الیاف هیدروفوبیک مانند استات سلولز نوع سوم و دوم ، عمدتا رنگها غیر محلول در آب را بهتر به خود می گیرند. این سری رنگها هم می توانند از زمره ترکیبات آزو باشد (مانند زرد قند دیسپر سول G و هم می توانند از مشتقات آنتراکینون باشد مانند آبی براق دوانول CB اتصال بین الیاف و رنگ از طریق پیوند هیدروژنی ، نیروهای واندروالسی و همچنین جاذبه دو قطبی ـ دو قطبی تامین می شود.
رنگهای فعال
رنگهایی که برای رنگ آمیزی الیاف سلولزی معرفی شده اند، پس از انتقال از حالت محلول به حالت جامد ، بر روی الیاف تثبیت می شوند و بعضی از آنها به علت اینکه در مقابل رطوبت مقاوم نیستند، کارایی چندانی ندارند (مانند رنگهای مستقیم).
رنگهای گوگردی
این دسته از رنگها ترکیبات آلی پیچیده ای هستند که در ساختار آنها گوگرد شرکت دارد، براق نیستند و معمولا در رنگرزی الیاف سلولزی بکار می روند. در آب حل نمی شوند، ولی در محلول سولفید سدیم حل می شوند. در این عمل سولفید سدیم در نقش احیاکننده مولکول اصلی را به مولکولهای کوچکتر محلول در آب تفکیک می کند. یکی از رنگهای گوگردی را می توان از حرارت دادن پارائولوئیدین با گوگرد تهیه کرد. از حرارت دادن مخلوط دی هیدرو ـ تولوئیدن با بنزوروین و گوگرد ، نیز یک رنگ زرد که ایمدیال نامیده می شود، بدست می آید.
رنگهای آزوئیکی
این سری از رنگها در آب نامحلول اند و در داخل الیاف بوجود می آیند. سپس با باز دی ازوی نیتره شده ترکیب می شوند. عمدتا برای رنگ آمیزی الیاف سلولزی بکار می روند. اما برای الیاف پروتئین چندان مناسب بنظر نمی رسند. نمونه ای از این رنگها قرمز نیتروز امین است.
رنگ های خمره ای
این رنگها از نظر غیر محلول بودن در آب ، شبیه رنگهای گوگردی اند. بطوری که پس از واکنش با هیدرو سولفیت سدیم بصورت محلول در می آید. ایندیگو یکی از رنگهای طبیعی خمره ای است که امروزه در مقیاس صنعتی از قطران زغال سنگ (نفتالین) تهیه می شود.
رنگهای خمره ای به دو دسته تقسیم می شوند:
رنگهای خمره ای ایندیگویی حاوی کروموفور مثل مشتقات ایندیگویتی
رنگهای خمره ای آنتراکتیونی که از آنتراکینون مشتق می شوند. مثل: زردی ایندانترن
رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. انسان در پهنه تولید تزئین خانه ها، پوشاک و حتی نوشابه ها در هنر، نقاشی، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولات مصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد. بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می شود.