شيمي رنگ

 شیمی رنگ
بررسی مواد رنگی از نظر شیمیایی ،. بخش جالبی از شیمی کاربردی را تشکیل میدهد به شیمی رنگ معروف است . در این قسمت انواع تقسیم بندی مواد رنگی ، مواد اولیه ( Primaries ) مواد حد واسط (‌ Intermediates ) بررسی میگردد .
۱ – طبقه بندی مواد رنگی
علاوه بر تقسیم بندیهای قدیمی این مواد را به مصنوعی و طبیعی ، گیاهی و غیر گیاهی ، معدنی و آلی و غیره طبقه بندی میکردند در تقسیم بندی جدید که بر اساس کاربرد رنگها متکی است این مواد بطور کلی به دو بخش عمده زییر تقسسیم بندی شده است:
I  – بیگمانها ( رنگدانه ها )‌ یا بیگمنت ها ( PIGMENTS )
II  – رنگها ( DYES )
اغلب رنگها موارد استفاده شان در صنایع رنگرزی نساجی اهمیت دارند در صورتی که بیگمانها در موارد غیر رنگرزی نساجی کاربرد بیشتری دارند . هر چند که بعضی مواقع آنچنان مرز مشخص بین ایندو بخش رنگ نمیتوان تقسیم نمود .
بیگمانها ( Pigments )
بیگمانها مواد جامد تزئینی هستند که در شکل و اندازه های مختلف در حلالهای مربوط به حالت معلق تهیه و بکار میروند . بیگمان مشتمل بر مواد سیاه ، سفید و رنگی بوده که موارد استعمال زیادی از جمله رویه زدن ، پوشش دادن ( Surface Coating ) ، رنگرزی انبوه ( Mass Coloration ) و دیسپرسیون در هوا میباشد . برای رویه زدن از محلواهای آبی حاوی مواد سفت کننده مثل چسب و سایر رزین ها ، روغنهای خشک کننده ( معمولا به همراه یک یا چند حلال آلی ) ترکیبات نرم کننده ( Plastici zers  ) و غیره استفاده میشود . در رنگرزی انبوه مواد پلاستیکی گوناگون ، پلاستیکها و الیاف مصنوعی گوناگون را بکار میبرند .
از آنجا که بیگمانها به صورت دیسپرس مصرف میتواند از استکل و ابعاد ذرات آنها حائز اهمیت میباشند . اغلب بیگمانها بصورت پلی مرفیک ( یعنی برای ساختن و ظاهر کردن آنها باید از مراحل مختلف گذشت ) بوده و شرایط تهیه شان باید طوری انتخاب گردد که فرمهای کریستالی با اندازه ذرات ( Partical size  ) کوچک حاصل شوند در غیر اینصورت اشکالاتی در فرایند رنگ زدن به وجود خواهد آمد .
بیگمانهای اولیه و قدیمی غالبا ترکیبات معدنی بوده که منشا طبیعی داشته اند ولی چون کیفیت و خواص جالبی از خود نشان نمیدادند لذا به مرور زمان جای خود را به بیگمانهای مصنوعی و آلی دادند . نمونه هایی از بیگمانهای عمده معدنی را بصورت زیر میتوان طبقه بندی کرد :
بیگمانهای سفید : 
بیگمانهای قرمز : گل آخری ( ) سرنج ، ( pdo  ) ، شنگرف ( Hgs  ) و کرئمات بازی سرب 
بیگمانهای زرد و نارنجی : 
بیگمانهای آبی :  و اولترامارین ( لاجورد ) 
بیگمانهای سبز : مخلوط سبز  و 
موارد استفاده عمود : بیگمانهای یاد شده در بالا عبارتند از : لاکها ، رنگهای روغنی ، ورنی ، رنگهای سلولوزی ، پلاستیکی ، وکب های چاپ ، رنگرزی کاغذ ، رنگ زدن سطوح آلات و ادوات ، بنا ها ، ساختمانهای فلزی ، آهنی و وسایل نقلیه ، پلهای آهنی ، کشتی ها ، راه آهن و ماشینهای کارخانجات .
از مهمترین بیگمانهای معدنی که امروزه به مقادیر فراوان تهیه و مصرف میشود ، اکسید دوتبتان ( Tio2 ) است که توسط دوروش موسوم به فرایند های کلریید و سولفات از سنگهای معدنی روتایل ( RUTied  ) ، لومینیت ( Lumenite ) که دارای %۷۲ Tio2 هستند تهیه میگردد .
دراینجا مختصری در مورد رنگهایی که  در صنایع پوشش سطوح به کار میروند اشاره میگردد
مواد خام لازم برای تهیه اینگونه رنگها عبارتند از :
بیگمانهای معدنی و آلی ) صمغهای طبلیعی و مصنوعی ، روغنها ،. حلالها ،‌ مواد خشک کننده ( سیکاتید ) و مواد نرم کننده . ذیلا در مورد هر یک از مواد مذکور شرح کوتاهی بیان میگردد .

۱-    بیگمانها ( Pigments  )
۲-    صمغ ها ( Resins  ) : صمغ طبیعی جسمی بی شکل است که از ترشحات بعضی نباتات مانند کاج و غیره به وجود میآید این صمغ در مورد ترشح مایع است ولی در مجاورت هوا بتدریج جامد میگردد واکنشهای شیمیایی مانند اکسیداسیون و حل نمیشوند صمغهای مصنوعی ( رزین ها ) مواد پلیمری مانند پلاستیکهای فنل فرمل ، پلی استر ، ترکیبات پلی و نیل ، اپوکسی و غیره هستند  از مزایای این نوع رزین امکان کاربرد آنها برای منظورهای مختلف میباشد .
۳-    روغنها ( oils  ) : در این موارد روغنهای بزرگ ، چوب چینی ، خشخاش و غیره استفاده مینمایند .
۴-    حلالها ( Solvents  ) : مهمترین حلال ها هیدرو کربنهای حاصله از نفت مانند بنزین و آروماتیکهایی نظیر بنزین ، تولوئن ، گزیلنها و همچنین الکل ، کتونها و استرها میباشد .
۵-    مواد خشک کننده ( سیکاتیو Driers  ) : این مواد را به رنگهای روغنی اضافه میکنند تا زودتر خشک شوند برای تهیه خشک کننده ها معمولا املاح بعضی از فلزات را با روغنی مثل روغن برزک مخلوط و حرارت میدهند . مثلا اگر مخلوط روغن برزک را با کربنات و یا اکسید سرب مدتی حرارت دهند روغن برزبک زودتر خشک میشود . علاوه بر ترکیبات سرب از ترکیبات منگنز و یا کبالت نیز میتوان استفاده کرد .
۶-    مواد نرم کننده ( Plasticizer  ) از ترکیبات مختلف برای این منظور استفاده میشود مانند روغن کرچک ، گلیسرین ، کافور ، دی بوتیل فتالات ترکرزیل و غیره .
طرز تهیه روغنی – برای تهیه لاک میتوان یک صمغ طبیعی مانند لکوفان یا یک رزین مصنوعی را در حلال مناسبی مانند الکل ، اتر و غیره حل نمود و بعد یک ماده نرک کننده نیز بآن افزوده در اینصورت اگر این مخلوط را در روی شیئی به ضخامت کم بریزیم پس از تبخیر یک ورقه نازک ضخیم تشکیل شده که شیئ مورد نظر را محافظت مینماید . اکنون اگر این لاک را با یک بیگمان رنگی مخلوط کنیم و بعد روی سطوح مورد نظر بریزیم رنگ مربوطه ظاهر میگردد .
رنگهای روغنی – از مخلوط کردن لاک روغنی و بیگمانها رنگ روغنی بدست میآید .
ورنی – برای تهیه ورنی ، روغن برزک را مدتی حرارت میدهند تا قسمتی از آن به لینوکسین تبدیل شود ( ماده ای که از اکسیداسین و پلیمریزاسیون روغن برزک حاصل شده و تشکیل فیلم میدهد ، لینوکسین نامند ) . سپس مقداری خشک کننده به آن اضافه میکنند تا خشک شدن آن تسریع گردد . حال اگر به این مخلوط بیگمان نیز اضافه کنیم ورنی رنگی بدست میآید .