Класификация и основни свойства на пигментите
Класификация и основни свойства на пигментите
Хамракулов Гафуржан Хойгитович,
Доктор на химическите науки, декан на Факултета по мениджмънт и професионално образование,
Исламова Саида Тургуновна,
кандидат, ст.н.с.
Ташкентски институт по химични технологии.
През последните години се забелязва не само увеличаване на производството на бои и лакове, но и подобряване на техния асортимент, развитие на производствената технология, развитие и развитие на производството на материали с фундаментално нови свойства. Пигментите са една от основните суровини за почти всички бои и лакове, а от тяхното качество и методите на производство. Пигментите са силно диспергирани цветни вещества, които са неразтворими в дисперсионни среди и способни да образуват бояджийски покрития за различни цели с филмообразуватели. Неорганичните пигменти могат да бъдат класифицирани според няколко критерия:
1) цвят (ахроматичен и хроматичен);
2) химичен състав (елементи, оксиди, соли);
3) произход (естествен и синтетичен);
4) предназначение (декоративно, антикорозионно, специално);
5) методи на производство.
Нито една от тези класификации обаче няма да бъде оптимална, тъй като в една и съща група ще има пигменти, които се различават значително по свойства. Понастоящем е приета класификацията на неорганичните пигменти според техния химичен състав. В съответствие с него пигментите се разделят по цвят на две големи групи: ахроматични, които включват бели, черни и сиви пигменти и хроматични, включващи всички цветни пигменти. Хроматичните пигменти се делят на две подгрупи: жълти, оранжеви, червени икафяво; зелено, синьо и лилаво.
Според химичния си състав пигментите се делят на следните класове:
1) елементи - сажди, черни, метални прахове (цинков прах, алуминиев прах и др.);
2) оксиди - титанов диоксид, цинков оксид, пигменти от железен оксид, оксиди на олово, хром и др.;
3) соли - карбонати (оловни бели), хромати (оловни и цинкови корони, оловно-молибдатни корони и стронциеви корони), сулфиди (литопон, кадмиеви пигменти), фосфати (хромови и кобалтови фосфати), комплексни соли (синьо желязо), алумосиликати (ултрамарин) и др.
На фиг. 1 показва схема за класификация на неорганични пигменти [1].
Фиг. 1. Схема за класификация на неорганични пигменти.
Свойствата на пигментите се определят от техния химичен състав. Но тъй като пигментите обикновено не са химически чисти съединения със строго определен състав, почти всички свойства, като цветови характеристики, покривност и други, зависят от тяхната структура, а химичният състав определя само възможността за създаване на определена структура [1, 2].
В резултат на изследвания, проведени с помощта на електронна микроскопия и оптични методи, беше предложен модел на пигментна структура, който беше взет като основа за съставяне на немския стандарт DIN 53 206-1972 [4]. Според този модел пигментът съдържа частици от три вида (фиг. 2).
Фиг. 2. Пигментен модел по DIN 53 206-1.
Първичните частици са най-малките образувания, които могат да бъдат открити с помощта на физични методи, като например електронна микроскопия. Те са единични кристали, по-често кристалити (няколко кристала с общи членове на кристалната решетка) с различна форма.
Инертни материалисе състои от групи от първични частици, повърхностно свързани една с друга. По този начин тяхната обща повърхност е значително по-малка от сумата от повърхностните площи на първичните частици. Поради високите адхезионни сили, действащи между кристалите, агрегатите не се разрушават по време на смилането и нямат вътрешна повърхност, способна да адсорбира.
Действието на силите на Ван дер Ваалс и Кулон води до сливане на първичните частици и агрегати с образуването на агломерати. Повърхността на агломератите се различава малко от сумата на повърхностите на техните компоненти и има по-висока адсорбираща способност. При смилането агломератите могат да бъдат разбити на агрегати и по-малки агломерати.
Необходимо е да се разграничат от агломератите флокулати, които се образуват по време на адхезията на агломерати и кристалити, които частично адсорбират филмообразуващия разтвор. Това явление обикновено се наблюдава при състави с нисък вискозитет и флокулите могат да се отделят при ниски напрежения на срязване. По правило ефектът от повърхностната енергия, причиняваща коалесценция на частиците, е толкова по-силен, колкото по-малък е размерът на частиците. В този случай се образуват по-стабилни агломерати. Следователно, колкото по-голям е размерът на частиците на пигмента, толкова по-добре се диспергира.
1. Орлова О.В., Фомичева Т.Н. Технология на лакове и бои. Москва: Химия, 1990. 382 с.
2. Скороходова О. Н., Казакова Е. Е. Неорганични пигменти и тяхното използване в бои и лакове. М .: Paint-Media, 2005. 5-6-с.
3. Ермилов П.И., Индейкин Е.А., Толмачев И.А. Пигменти и пигментни бои и лакове. Л.: Химия, 1987. 198 с.
4. Honigmann B. Farbe & Lack. 1976. Бд. 82. № 9. С. 815-820.