Syntetyczny barwnik

Frędzle barwione barwnikami BASF 1901


Barwnik to dowolna substancja, która zmienia transmitancję widmową lub współczynnik odbicia materiału. Barwniki syntetyczne to barwniki tworzone w warunkach laboratoryjnych lub przemysłowych. Produkcja i ulepszanie barwników była siłą napędową wczesnego przemysłu chemii syntetycznej, w rzeczywistości wielu dzisiejszych największych producentów chemicznych zaczynało jako farbiarnie pod koniec XIX lub na początku XX wieku, w tym Bayer AG (1863). Syntetyki są niezwykle atrakcyjne do celów przemysłowych i estetycznych, ponieważ często osiągają wyższą intensywność i trwałość koloru niż porównywalne naturalne pigmenty i barwniki stosowane od czasów starożytnych. Rentowna produkcja barwników na dużą skalę miała miejsce prawie jednocześnie we wczesnych głównych krajach produkujących w Wielkiej Brytanii (1857), Francji (1858), Niemczech (1858) i Szwajcarii (1859), po czym nastąpiła ekspansja powiązanego przemysłu chemicznego. Od połowy XIX wieku do czasów II wojny światowej nastąpił niesamowity wzrost różnorodności i skali produkcji syntetycznych barwników. Syntetyczne barwniki szybko stały się wszechobecne w życiu codziennym, od odzieży po żywność. Wynika to z wynalezienia przemysłowych laboratoriów badawczo-rozwojowych w latach siedemdziesiątych XIX wieku oraz nowej świadomości empirycznych wzorów chemicznych jako celów syntezy przez chemików akademickich. Przemysł farbiarski stał się jednym z pierwszych przypadków, w których ukierunkowane badania naukowe doprowadziły do ​​powstania nowych produktów, i pierwszym, w którym miało to miejsce regularnie.

Barwniki kontra pigmenty

Barwniki można podzielić na pigmenty i barwniki . Ogólnie rzecz biorąc, barwniki są rozpuszczalne i wiążą się z podłożem poprzez impregnację, podczas gdy pigmenty są nierozpuszczalne i wymagają środka wiążącego, aby przylegały do ​​podłoża. Dlatego barwniki muszą wykazywać powinowactwo do substancji, którą mają barwić. Chemicznie rzecz biorąc, na razie pigmenty mogą być organiczne lub nieorganiczne , podczas gdy barwniki są tylko organiczne. Co więcej, organiczne białe pigmenty nie istnieją, pomimo faktu, że większość oczyszczonych krystalicznych produktów organicznych ma biały wygląd. Ta historia jest nieco skomplikowana przez pigmenty lakowe lub laki, które są barwnikami modyfikowanymi w procesie chemicznym w celu utworzenia nierozpuszczalnego pigmentu. Zwykle obejmuje to wytrącanie naturalnych ekstraktów w postaci soli w warunkach alkalicznych. Historyczne znaczenie zarówno pigmentów, jak i barwników jest ze sobą ściśle powiązane, ponieważ rynki obu rodzajów i dostępnych odmian zawsze były ze sobą ściśle powiązane.

Historia

Wczesne barwniki pochodzą z czasów prehistorycznych. Istoty ludzkie polegały już na naturalnych substancjach, głównie z warzyw, ale także ze zwierząt, aby pokolorować swoje domy i artefakty. Rysunki naskalne, takie jak Altamira czy Lascaux, powstały w epoce lodowcowej, 15 000 do 30 000 lat temu. Używanie pigmentów do barwienia należy do najstarszych kulturowych działań ludzkości. Ważne substraty społeczeństw przedindustrialnych występowały na ogół naturalnie (bawełna, jedwab, wełna, skóra, papier) i dlatego mają wspólne podobieństwa, ponieważ są to głównie polimery sacharydowe lub peptydowe .

Szczególnie w XIX i XX wieku nastąpił wzrost wykorzystania i produkcji barwników, w wyniku czego powstało wiele obecnie używanych pigmentów i barwników. Dostępność silnie kwaśnych lub zasadowych środowisk, takich jak kwas siarkowy i syntetyczny węglan sodu, była kluczowa w tym procesie. Warunki te stały się możliwe dzięki spadkom cen odczynników w związku z nowymi preparatami przemysłowymi, takimi jak proces LeBlanc , w którym węglan potasu dawniej uzyskiwany z popiołów został zastąpiony węglanem sodu. Jednak wiele wczesnych barwników nie jest już produkowanych ze względów ekonomicznych lub wysokiej toksyczności, na przykład zieleń Schweinfurt (arsenin octanu miedzi), zieleń Scheele'a (arsenin miedzi (II)) i żółcień neapolitańska (antymonian ołowiu).

Pod koniec lat pięćdziesiątych XIX wieku wprowadzono pierwsze nowoczesne barwniki syntetyczne, które przyniosły Europie więcej kolorów i różnorodność kolorów. Oprócz tego, że były różnorodne i niezwykle intensywne, te nowe barwniki były notorycznie niestabilne, szybko blakły i zmieniały kolor pod wpływem światła słonecznego, prania i innych czynników chemicznych lub fizycznych. Doprowadziło to do powstania nowych systemów kategoryzacji i badania barwników, co z kolei prowadzi do syntezy bardziej trwałych nowoczesnych barwników. Syntetyczne kolory znalazły się nie tylko w barwnikach i farbach, ale także w tuszach i artykułach spożywczych, przenikając kulturę konsumpcyjną.

Naturalne produkty

W starożytnych malowidłach naskalnych naturalny tlenek manganu i węgiel drzewny były używane do czarnych odcieni, a tlenki żelaza do żółtych, pomarańczowych i czerwonych odcieni. Przykładami podobnych pigmentów ziemi, które przetrwały do ​​bardziej współczesnych czasów, są czerwony pigment cynobrowy ( siarczek rtęci ), żółty orpiment ( trójsiarczek arsenu ), zielony malachit ( zasadowy węglan miedzi ) i niebieski lapis lazuli (naturalna ultramaryna ). Naturalne źródła białych pigmentów obejmują kredę i kaolin , podczas gdy czarne pigmenty są często otrzymywane w postaci węgla drzewnego i sadzy .

Wczesna produkcja i syntezy

Przykład Matki Boskiej namalowanej w niebieskiej szacie

W czasach starożytnych, podczas rewolucji przemysłowej , syntetyzowano różne nieorganiczne pigmenty, takie jak egipski błękit , wiele z toksycznymi chemikaliami, takimi jak arsen i antymon. Te toksyczne pigmenty były używane w kosmetyce i malarstwie. W starożytnym Egipcie niebieski był uważany za kolor boski. W rezultacie wczesny syntetyczny związek egipskiego błękitu stał się niezwykle ważnym pigmentem. Służył do przedstawiania oczu, włosów i dekoracji w graficznym przedstawieniu faraonów. Niebieski, szczególnie ultramarynowy pigment wykonany ze zmielonego lapis lazuli pozostał znaczący dla przedstawień boskości poprzez renesans . Malarze przed rewolucją przemysłową w Europie używali ultramaryny prawie wyłącznie do szat Maryi ze względu na duży koszt pigmentu, dopóki praca Jean-Baptiste Guimeta i Christiana Gmelina nie udostępniła go na rynku w większych, tańszych ilościach.

Na początku XVIII wieku pierwszymi produktami raczkującego przemysłu kolorowego były błękit pruski i neapolitańska żółć . Pierwszym sztucznie wytworzonym białym pigmentem był biały ołów ( węglan ołowiu ). Znany był już w czasach rzymskich. Około 1800 roku opracowano więcej nieorganicznych białych pigmentów, w tym biel cynkową ( tlenek cynku ), a następnie biel antymonową ( tlenek antymonu ) i siarczek cynku . Drukarze i farbiarze w tym czasie mieli dostęp do octanu ołowiu , ałun , octan miedzi , kwas azotowy , amoniak i chlorek amonu , węglan potasu , winian potasu , kwas galusowy , gumy , ługi bielące , kwas solny , kwas siarkowy , węglany , siarczany i octany . Małe warsztaty przekształciły się w coraz większe i większe manufaktury.

Inne pigmenty nieorganiczne opracowane w XIX wieku to błękit kobaltowy , zieleń Scheele'a i żółcień chromowa . Dostępność kwasu siarkowego i siarkawego ułatwiła dalsze eksperymenty, które doprowadziły do ​​wyizolowania alizaryny i purpuryny w 1826 r. Pigmenty na bazie marzanny , takie jak marzanna brązowa (uzyskana w 1840 r.), powstały dzięki badaniom chemików brytyjskich i niemieckich nad czerwienią turecką , znaną również jako Rouge d'Andrinopole.

Pierwsze „naukowe” syntezy: barwniki anilinowe 1858 – 1870

W połowie dziewiętnastego wieku przemysł smoły węglowej , zwłaszcza w Anglii, produkował w dużych ilościach prekursory potrzebne do wielu syntez organicznych. Przez pierwsze osiem lat po wprowadzeniu na rynek pierwszego barwnika syntetycznego, Mauveine , do połowy lat 60. XIX wieku głównymi producentami barwników były firmy brytyjskie i francuskie. W drugiej połowie lat 60. XIX wieku niemieckie farbiarnie przewyższały konkurencję zarówno pod względem mocy produkcyjnych, jak i udziału w rynku. W 1870 roku niemieckie firmy były odpowiedzialne za mniej więcej połowę światowej produkcji barwników i pigmentów. Anilina barwniki były produkowane na dużą skalę, częściowo z powodu wielu postępów w syntezie ich prekursorów. Antione Bechamp opisał proces redukcji nitrobenzenu do aniliny w 1854 roku, znany jako proces Bechampa , co ułatwia produkcję aniliny. Powszechne izolowanie fenolu ze smoły węglowej sprawiło, że jego nitrowanie stało się bardziej ekonomiczne, generalnie ścieżka syntezy przebiegała: smoła węglowa → nitrobenzen → anilina → barwniki. Według samego Henry'ego Perkina „Ta branża posiada [ sic ] wyjątkowe miejsce w historii przemysłu chemicznego, gdyż było w całości wynikiem badań naukowych”.

Pierwszy naukowy barwnik syntetyczny: kwas pikrynowy

Pierwszym syntetycznym barwnikiem był kwas pikrynowy . Został przygotowany w laboratorium w 1771 r. I wyprodukowany komercyjnie przez M. Guinona w Lyonie w 1845 r. Barwił jedwabną tkaninę na żółto; jednak właściwości trwałości koloru nie były dobre, dlatego odniósł bardzo ograniczony sukces komercyjny. Był jednak kupowany w ograniczonych ilościach przez francuskich farbiarzy.

List z próbką jedwabiu barwionego na fioletowo

Mauveine Williama Henry'ego Perkina

W 1856 roku 18-letni William Perkin przypadkowo odkrył barwnik, który nazwał fioletem, próbując wytworzyć chininę z utleniania allilu toluenu w swoim domowym laboratorium dla swojego doradcy akademickiego i szefa Augusta Wilhelma von Hoffmana . Hoffman podobno nazwał anilinę, główny krok w syntezie, swoją „pierwszą miłością” i był podekscytowany, że Perkin nad nią pracował. Perkin komunikował się z przemysłem tekstylnym, w tym Pullars of Perth, i Johnem Hyde Christie, chemikiem i dyrektorem generalnym John Orr Ewing and Co., w jaki sposób najlepiej sprzedawać i produkować swój barwnik. Produkcję purpury anilinowej rozpoczął pod Londynem pod koniec 1857 roku i pozostał jej jedynym producentem przynajmniej przez kilka miesięcy. Perkin zaczął samodzielnie wytwarzać półprodukty do swoich barwników, na przykład nitrobenzen, zwiększając skalę działalności. Punch do lata 1859 roku , Londyn zachorował na „fioletową odrę”.

Ilustracja przedstawiająca barwnik anilinowy w dzienniku z tamtego okresu

Szybka ekspansja

Pod koniec 1858 r. istniało już osiem firm produkujących barwniki anilinowe . Do 1861 roku było dwadzieścia dziewięć brytyjskich patentów na środki barwiące z aniliny. Do 1864 r. 68 firm produkowało barwniki. Było to napędzane przez przemysł tekstylny, który wykorzystywał nowe projekty wymagające kolorowych barwników anilinowych. Nawet Hofmann, który początkowo krytykował swojego ucznia za porzucenie akademickich badań nad chininą, później zsyntetyzował własny barwnik anilinowy, rozanilinę. W 1858 roku niemiecki chemik Johann Peter Griess uzyskał żółty barwnik w reakcji kwasu azotawego z aniliną. Nie przetrwało to komercyjnie, ale wywołało jeszcze większe zainteresowanie aniliną jako prekursorem kolorowych związków. Francuski chemik François-Emmanuel Verguin reagował z aniliną chlorek cynowy w celu uzyskania fuksyny , różowego barwnika, pierwszego z barwników trifenylometanowych . Dalsze prace Hoffmana, wraz z odkryciem benzenu (1858) i czterowartościowości węgla (1865), nauka ta położyła podwaliny pod współczesną chemię organiczną.

Pod koniec lat sześćdziesiątych XIX wieku wiele firm zaczęło oferować pełne spektrum kolorów i już konkurowało z wieloma naturalnymi barwnikami o udział w rynku. Ceny nieustannie spadały, a nowe kolory i produkty regularnie pojawiały się na rynku. W dniu 1 stycznia 1868 r. było 52 producentów barwników anilinowych. Członkowie światłych towarzystw naukowych z całej Europy rywalizowali o wiedzę i autorytet z farbiarzami i drukarzami w fabrykach i warsztatach. Wiele rozpuszczalnych soli kwaśnych barwników zsyntetyzowanych do celów związanych z tekstyliami zostało przekształconych w nierozpuszczalne sole lub pigmenty lakowe w reakcji z rozpuszczalnymi w wodzie solami wapnia, baru lub ołowiu, podczas gdy barwniki zasadowe zostały poddane działaniu garbników lub winianu antymonu i potasu w celu uzyskania pigmentów.

Próbki barwnika alizaryny ze smoły syntetycznej, 1908. Są one systematycznie opisywane wraz z ich właściwościami, takimi jak odporność na światło

Syntetyczna alizaryna 1868 – 1873

Rozwój syntetycznej alizaryny otworzył ogromny rynek, który wcześniej był obsługiwany przez producentów naturalnych barwników. Alizarin był pierwszym barwnikiem, którego strukturę ustalili chemicy, i szybko wyznaczyli go jako cel syntezy, która zakończyła się sukcesem w 1868 roku. Inne składniki chemiczne marzanny naturalnej zostały zidentyfikowane i zastosowane do połowy XIX wieku, w tym purpuryna, która dała delikatny liliowy kolor kolor i zielona alizaryna, która została opatentowana w Wielkiej Brytanii i pokazana na Międzynarodowej Wystawie w Paryżu w 1867 roku. Podobnie jak barwniki anilinowe, prekursory syntetycznej alizaryny można było łatwo uzyskać ze smoły węglowej. Niemcy zdominowały rynek syntetycznej alizaryny, jednak nie brakowało konkurencji zagranicznej, na przykład British Alizarine Company Ltd.

Barwniki azowe z reakcji sprzęgania 1878 – 1885

W 1858 roku Peter Griess przepuścił „opary azotawe” ( do roztworu 2-amino-4,6-dinitrofenolu ( i produkt należący do nowa klasa związków: barwniki azowe . Później na rynek weszła nowa klasa barwników azowych, które opierały się na reakcjach „sprzęgania”. Nowe barwniki azowe były łatwe do wykonania i przybierały ogromną różnorodność niewiarygodnie intensywnych kolorów w oparciu o wybrane prekursory. Chemicy Z. Roussin, H. Caro, O. Witt i P. Griess wprowadzili na rynek barwniki azowe i próbowali zachować syntezy jako tajemnice przemysłowe, jednak Hoffman określił strukturę ich barwników i opublikował swoje odkrycia .

4-hydroksyfenyloazobenzen, reprezentatywny żółty barwnik azowy

Spowodowało to kolejną szybką ekspansję, szczególnie w Niemczech. W latach 1877-1887 zgłoszono 130 niemieckich patentów na barwniki azowe, a na rynek trafiło 105 nowych barwników. Doprowadziło to również do różnicy w sposobie interakcji firm chemicznych z konsumentami. Niemieckie firmy farbiarskie rozwinęły wewnętrzne możliwości marketingowe i dystrybucyjne, koordynowane bezpośrednio z ich działami badawczo-rozwojowymi. Paula Schützenbergera , w odpowiedzi na to, co zobaczył na Wystawie Powszechnej w 1878 roku, skomentował: „Obfitość, różnorodność kombinacji jest taka, że ​​nie wiemy, czy bardziej nas zdumiewać ich mnogość, czy wyobraźnia wymagana do ich nazwania. to tysiące farbiarzy, którzy co sezon tworzą nowe kolory dla swoich kart próbnych”. Zaczęły się tworzyć stowarzyszenia zawodowe oparte na przemyśle barwników syntetycznych. Do pierwszej wojny światowej najwięcej barwników sprzedawanych na rynku należało do klasy barwników azowych. 1885, azo-naftol, Para-czerwony , stał się pierwszym nierozpuszczalnym w wodzie pigmentem organicznym niezawierającym grup kwasowych lub zasadowych.

Nowe barwniki i większe rynki 1900 – 1913

Historyczne produkty chemiczne BASF, w tym barwniki

Wiek XX ponownie charakteryzował się wzrostem zakresu i skali produkcji chemicznej. Zsyntetyzowano pigmenty, takie jak selenek kadmu , błękit manganowy, czerwień molibdenowa i wanadan bizmutu . Po raz pierwszy na skalę przemysłową wyprodukowano dwutlenek tytanu i tlenek cynku o wysokiej czystości i wprowadzono syntetyczne białe pigmenty. Pierwsze nierozpuszczalne pigmenty organiczne, czerwone naftole , nie zawierające grup kwasowych ani zasadowych, były produkowane i sprzedawane. Ponadto wzrosła jakość nowych barwników. Chemik Rene Bohn opracował genialny niebieski barwnik kadziowy, indantron , o doskonałej trwałości koloru w 1901 roku. BASF ( Badische Anilin und Soda Fabrik ), największy producent barwników kadziowych, sprzedawał go jako Indanthren Blue RS , wraz z syntetycznym indygo, które umieszczali na rynek w 1897 roku. Podobno James Morton , lider angielskiego przemysłu tekstylnego, spacerował, gdy zobaczył, że niektóre gobeliny, które wyprodukował przy użyciu barwników anilinowych, już wyblakły, mimo że dopiero niedawno zostały wystawione. Był tak przerażony, że zaczął wystawiać próbki barwnika na słońce, aby sprawdzić odporność na światło. Następnie zatrudnił szkockiego chemika, Johna Christie, do syntezy barwników opartych na strukturach chemicznych, które były bardziej odporne na światło słoneczne, i zaczął sprzedawać barwniki w swoich produktach jako szybkie barwniki lub sundour , co można przetłumaczyć jako „trudne do poruszenia” w języku angielskim. Szkoci.

Barwniki syntetyczne były teraz produkowane w Wielkiej Brytanii, Niemczech, Francji, USA, Szwajcarii, Rosji, Cesarstwie Austriackim, Holandii, Belgii i we Włoszech. Pod koniec tego okresu liczba ta wzrosła do Rumunii (jedna firma), Grecji (jedna firma) i Kanady (dwie firmy). Rosła też skala zakładów chemicznych, np. firma Bayer w 1907 roku dysponowała reaktorem do produkcji barwnika azowego o pojemności 20 000 litrów. Od 1900 do I wojny światowej firmy niemieckie kontrolowały około 75% rynku barwników. Koncentracja producentów chemikaliów w Niemczech została jednak zakłócona przez I wojnę światową, a zwłaszcza przemysł chemiczny w Stanach Zjednoczonych szybko się rozwijał, chociaż Niemcy zawsze pozostawały głównym graczem.

I wojna światowa i amerykański przemysł farbiarski 1913 – 1930

Do 1914 roku rynek barwników w USA był zdominowany przez niemiecki import, było tylko kilka małych firm i niemieckich filii. Jednak wraz z pierwszą wojną światową niemieckie fabryki barwników musiały teraz przestawić się na produkcję materiałów wybuchowych, a niemiecka żegluga została odcięta przez brytyjskie blokady. Ceny szybko poszły w górę, a amerykańskie firmy zbudowały fabryki, aby zaspokoić popyt. Amerykańscy giganci farmaceutyczni, nawet w tamtych czasach, jak Dow , DuPont , a inni zaczęli produkować barwniki i odnieśli ogromny sukces dzięki prostym barwnikom siarkowym i kadziowym. Firma Dow Chemical opracowała proces syntezy indygo w 1915 r., a amerykański przemysł i uniwersytety współpracowały w celu inżynierii wstecznej tajemnic niemieckiej produkcji chemicznej. Po wojnie niektóre amerykańskie fabryki zbrojeniowe przekształciły się w farbiarnie, wyczuwając, że jeśli odwrotna sytuacja była możliwa dla niemieckiego przemysłu chemicznego w czasie wojny, to powinna być wykonalna.

1881 Obraz Renoira z wyraźnym użyciem jaskrawoczerwonych pigmentów

Zastosowanie artystyczne

Syntetyczne barwniki zyskały popularność zarówno wśród artystów, jak i przemysłu. W szczególności malarze ze szkoły impresjonistycznej byli sławnymi wczesnymi naśladowcami. Krytyczne recenzje impresjonistycznego bluesa zawierały porównania do wanien pralek, w szczególności do praktyki farbowania na niebiesko, oraz do odpadów chemicznych wyrzucanych do Sekwany przez fabryki barwników. Jeden z krytyków oskarżył Edgara Degasa , znanego z eksperymentów z akwatintą , pastelami i malarstwem olejnym jako mający obsesję na punkcie „chemii”, przywołujący laboratorium w opisie swojej pracowni. Co ciekawe, Degas korespondował z chemikiem Marcellinem Berthelotem , uważanym za ojca organicznej chemii syntetycznej we Francji. Późniejsze obrazy Pierre-Auguste'a Renoira w dużej mierze opierały się na karmazynie alizaryny. Używał również błękitu kobaltowego lub mieszanki ultramaryny i błękitu kobaltowego, syntetycznego pigmentu. Nowe pigmenty i barwniki nie były ograniczone do artystów z Europy, nawet japońscy graficy używali barwników takich jak rosanilina już w 1863 roku.

Barwniki

Pigment błękitu pruskiego nakładany na płótno farbą olejną

Błękit pruski

Błękit pruski , znany również jako błękit berliński , błękit paryski lub błękit Turnbulla , to nieorganiczny pigment, produkowany w dużych ilościach zarówno do celów artystycznych, jak i tekstyliów. Ma wzór chemiczny . Z historią sięgającą początku XVIII wieku, błękit pruski pozostaje popularnym pigmentem artystycznym. Badania błękitu pruskiego prowadzą do odkryć dotyczących cyjanowodoru . Jest antidotum na zatrucia metalami ciężkimi i słynie z barwienia mundurów armii pruskiej w XVIII wieku.

Fioletowy

Mauveine został odkryty, gdy Henry Perkin próbował przekształcić sztuczną zasadę w naturalny alkaloid chininę. Spróbował dodać anilinę – inną bazę o prostszej konstrukcji. To stworzyło czarny produkt. Po oczyszczeniu, wysuszeniu i przemyciu alkoholem Perkin miał fioletowy barwnik. Perkin złożył swój patent w sierpniu 1856 roku i narodził się nowy przemysł farbiarski. Początkowo nazwał swoje odkrycie purpurą tyryjską, przywołując wartość starożytnego, bardzo drogiego pigmentu. Inne nazwy to purpura anilinowa i fiolet Perkina. Zamiast jednej jednorodnej cząsteczki, oryginalny fiolet był przede wszystkim mieszanką czterech głównych związków, fioletowego A, fioletowego B, fioletowego C i fioletowego B2, chociaż w produkcie barwiącym były inne fioletowe i pseudo fioletowe.

Struktura alizaryny

Syntetyczna alizaryna

Naturalna alizaryna była pierwszym barwnikiem, którego strukturę określono, co czyni ją jednym z pierwszych celów syntezy. Pierwsza synteza alizaryny została opatentowana przez Carla Graebe i Carla Liebermanna w 1868 roku. Polegała ona na dibromowaniu antrachinonu, a następnie fuzji z wodorotlenkiem sodu. Drugą, znacznie tańszą, syntetyczną ścieżkę opracowali w 1869 roku Graebe, Liebermann i Heinrich Caro . Polegało to na leczeniu antrachinonem dymiącym kwasem siarkowym, a następnie wodorotlenkiem sodu i chloranem potasu. Perkin zgłosił swój własny patent na prawie identyczny proces zaledwie dzień później i uzyskał patent w Anglii.

Nauka

Barwniki działają poprzez selektywną absorbancję elektromagnetyczną w zakresie widzialnym . Dana cząsteczka pigmentu lub barwnika pochłania różne długości fal promieniowania elektromagnetycznego w zależności od swojej struktury atomowej i lokalnego środowiska chemicznego. Zachowanie kwantowe substancji chemicznej zwykle skutkuje różnymi częstotliwościami rezonansowymi wiązań chemicznych, które najlepiej można wzbudzić za pomocą dyskretnych długości fal - co oznacza, że ​​widmo promieniowania o szerokim spektrum zmienia się poprzez absorpcję podczas interakcji . Fizyczny kształt, rozmiar, organizacja i stężenie barwników i pigmentów mogą również drastycznie wpływać na obserwowany kolor. Pigmenty są szczególnie podatne na zmianę wyglądu w oparciu o właściwości fizyczne.

Większość nowoczesnych syntetycznych cząsteczek barwnika zawiera dwa składniki. Pierwsza część to aromatyczny pierścień benzenowy lub układ pierścieni benzenowych, często podstawionych . Drugi to chromofor , sprzężony układ wiązań podwójnych z grupami nienasyconymi . Pod wpływem światła widzialnego jest to część, która pochłania lub odbija kolor. Inne składniki cząsteczek barwników mogą regulować intensywność, kolor, rozpuszczalność i powinowactwo do substratu.

Barwniki i pigmenty można podzielić na kategorie według ich właściwości syntetycznych lub chemicznych. Brytyjski chemik Edward Chambers Nicholson wykazał, że czysta anilina nie wytwarza barwnika. Hofmann wykazał, że do wytworzenia tych barwników musi być obecna toluidyna. Barwniki anilinowe, w tym fiołkoworóżowe, są przygotowywane z aniliny zawierającej ilości toluidyny. Można również klasyfikować barwniki na podstawie wzorów chemicznych, barwników azowych ze sprzęgania lub diazonowania - reakcji, z których wszystkie mają charakterystyczną grupę azową.

  1. ^   Malacara, Daniel (2011-08-04). Color Vision and Colorimetry: Theory and Applications, wydanie drugie . doi : 10.1117/3.881172 . ISBN 9780819483980 .
  2. ^    MacLeod, Roy (2003). „W kierunku nowej syntezy Ernst Homburg;, Anthony S. Travis;, Harm G. Schröter (redaktorzy). Przemysł chemiczny w Europie, 1850–1914: wzrost przemysłowy, zanieczyszczenie i profesjonalizacja. (Chemists and Chemistry, 17.) viii + 344 s., il., tabele, indeks Dordrecht, Holandia: Kluwer Academic Publishers, 1998. 155 USD, Nlg 285" . Izyda . 94 (1): 114–116. doi : 10.1086/376104 . ISSN 0021-1753 . S2CID 146874448 .
  3. ^ a b c d e f g hi j Murmann    , Johann Peter; Homburg, Ernst (2002). „Porównanie dynamiki ewolucyjnej w różnych ustawieniach krajowych: przypadek przemysłu barwników syntetycznych, 1857–1914” . Journal of Evolutionary Economics . 11 (2): 177–205. doi : 10.1007/pl00003863 . ISSN 0936-9937 . S2CID 12992663 .
  4. ^ abc Centeno , Silvia   A.; Buisan, Wirginia Lladó; Ropret, Polonka (2006). „Ramanowskie badanie syntetycznych pigmentów i barwników organicznych we wczesnych tuszach litograficznych (1890–1920)” . Dziennik spektroskopii Ramana . 37 (10): 1111–1118. Bibcode : 2006JRSp...37.1111C . doi : 10.1002/jrs.1594 . ISSN 0377-0486 .
  5. ^ a b c d e f g   Pfaff, Gerhard (11.01.2017). Pigmenty nieorganiczne . Berlin, Boston: De Gruyter. doi : 10.1515/9783110484519 . ISBN 978-3-11-048451-9 .
  6. ^ a b c d   Degano, Ilaria; Tognotti, Pietro; Kunzelman, Diane; Modugno, Francesca (2017-02-13). „Charakterystyka HPLC-DAD i HPLC-ESI-Q-ToF jezior i pigmentów organicznych z początku XX wieku z archiwów Lefranc” . Nauka o dziedzictwie . 5 (1). doi : 10.1186/s40494-017-0120-y . ISSN 2050-7445 .
  7. ^ a b c d e f    Kanetkar, Vinod R. (2010). „Kolor: historia i postęp” . rezonans . 15 (9): 794–803. doi : 10.1007/s12045-010-0089-2 . ISSN 0971-8044 . S2CID 121668638 .
  8. ^ a b c d    Kalba, Laura Anne (2017). Kolor w dobie impresjonizmu: handel, technologia i sztuka . Park Uniwersytecki w Pensylwanii. ISBN 978-0-271-07980-6 . OCLC 1052514699 .
  9. Referencje _ _   _ _ _ _ _ _ _ _ _ ISBN 978-0-226-43968-6 , pobrane 2020-02-14
  10. ^ abc Perkin , WH (   1896). „Pochodzenie przemysłu kolorowego smoły węglowej oraz wkład Hofmanna i jego uczniów” . Journal of Chemical Society, Transakcje . 69 : 596. doi : 10.1039/ct8966900596 . ISSN 0368-1645 .
  11. ^   Reinhardt, Carsten; Travis, Anthony S. (2001), „Aspekty narzędzi papierniczych w kontekście przemysłowo-akademickim: konstytucje i struktury barwników anilinowych, 1860–1880” , Narzędzia i sposoby reprezentacji w naukach laboratoryjnych , Springer Holandia, s. 79– 94, doi : 10.1007/978-94-015-9737-1_6 , ISBN 978-90-481-5859-1 , pobrane 2020-02-14
  12. ^   Sonawane, Shirish; Setty, Y. Pydi; Sapavatu, Srinu Naik, wyd. (2015-04-15). Inżynieria chemiczna i bioprocesowa . Prasa akademicka Apple. doi : 10.1201/b18402 . ISBN 978-0-429-15974-9 .
  13. ^ a b c d e f    Travis, Anthony S.; Hornix, Willem J.; Bud, Robert; Hornix, Willem J. (1992). „Od procesu do zakładu: innowacja we wczesnym przemyśle sztucznych barwników” . Brytyjski Dziennik Historii Nauki . 25 (1): 65–90. doi : 10.1017/s0007087400045337 . ISSN 0007-0874 . S2CID 144110681 .
  14. ^ a b c d    Tuckett, Sally; Nenadic, Stana (2012). „Kolorowanie narodu: nowe dogłębne badanie książek z czerwonymi wzorami Turcji w szkockich muzeach narodowych” . Historia tekstyliów . 43 (2): 161–182. doi : 10.1179/0040496912z.00000000016 . hdl : 20.500.11820/eacbb713-62e2-46f6-9945-212414398d71 . ISSN 0040-4969 . S2CID 191476924 .
  15. ^ Thompson, Lewis (1850). Chemia oświetlenia gazowego; Z TOMU II. ORAZ III. Z "DZIENNIKA OŚWIETLENIA GAZOWEGO". . Londyn: J. Clatton.
  16. ^ b Bernard , James P. (16.07.2018). „Krótka historia barwników syntetycznych | First Source Worldwide, LLC” . Pierwsze źródło na całym świecie . Źródło 2020-02-14 .
  17. ^ a b c „Kolorowa chemia sztucznych barwników” . Muzeum Nauki . Źródło 2020-02-14 .
  18. ^   Travis, Anthony S. (1998), „Teoria z praktyki: przedstawianie Konstytucji barwników syntetycznych w latach 60. XIX wieku” , The Invisible Industrialist , Palgrave Macmillan UK, s. 122–142, doi : 10.1007 / 978-1-349- 26443-8_5 , ISBN 978-1-349-26445-2 , pobrano 2020-02-14
  19. ^ a b c „Dye - Rozwój syntetycznych barwników” . Encyklopedia Britannica . Źródło 2020-02-14 .
  20. ^ „Strona główna” . SDC | Towarzystwo Farbiarzy i Kolorystów . Źródło 2020-02-14 .
  21. Bibliografia   _ Doherty, B.; Miliani, C.; Degano, I.; Modugno, F.; Uldank, D.; Kunzelman, D.; Buzzegoli, E.; Patti, M.; Rosi, F. (2016-10-17). „Spektroskopia Micro-Raman i SER w celu rozwinięcia wczesnych receptur pigmentów organicznych Lefranca” . Dziennik spektroskopii Ramana . 47 (12): 1505–1513. Bibcode : 2016JRSp...47.1505G . doi : 10.1002/jrs.5052 . ISSN 0377-0486 .
  22. ^ „Historia przemysłu barwników” . www.colorantshistory.org . Zarchiwizowane od oryginału w dniu 11 grudnia 2004 r . Źródło 2020-02-14 . {{ cite web }} : CS1 maint: nieodpowiedni adres URL ( link )
  23. ^ Mock, Gary N. (2002). „Przemysł barwników tekstylnych w Stanach Zjednoczonych” . Przegląd postępów w ubarwieniu i tematach pokrewnych . 32 (1): 80–87. doi : 10.1111/j.1478-4408.2002.tb00252.x .
  24. ^   Cesaratto, Anna; Luo, Yan-Bing; Smith, Henry D.; Leona, Marco (2018-04-03). „Oś czasu wprowadzenia syntetycznych barwników w Japonii w późnych okresach Edo i Meiji” . Nauka o dziedzictwie . 6 (1). doi : 10.1186/s40494-018-0187-0 . ISSN 2050-7445 .
  25. ^    Haythornthwaite, Philip J. (28 listopada 1991). Armia Fryderyka Wielkiego . Rybołów. ISBN 1-85532-160-2 . OCLC 24796374 .
  26. ^     Cova, Tania FGG; Pais, Alberto ACC; Seixas de Melo, J. Sérgio (28.07.2017). „Rekonstrukcja historycznej syntezy mauveine od Perkina i Caro: procedura i szczegóły” . Raporty naukowe . 7 (1): 6806. Bibcode : 2017NatSR...7.6806C . doi : 10.1038/s41598-017-07239-z . ISSN 2045-2322 . PMC 5533699 . PMID 28754965 .
  27. ^ a b Lichtarowicz, Marek. „Barwniki” . www.essentialchemicalindustry.org . Źródło 2020-02-14 .

Dalsza lektura

  • Ballard, Mary, W (1991), WAŻNE WCZESNE BARWNIKI SYNTETYCZNE Chemia Konstytucja Data Właściwości , Smithsonian Institution
  • https://colourlex.com/
  • Venkataraman, K. (1971). Chemia barwników syntetycznych (t. 1, 5). Nowy Jork: prasa akademicka.
Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Synthetic_colorant&oldid=1136365454 ”