Che cosa sono i pigmenti organici?

I pigmenti organici sono importanti coloranti, onnipresenti nella nostra vita. Questo articolo spiegherà cosa sono i pigmenti organici suddividendoli in sei punti chiave:

1. Definizione di pigmenti organici
2. Caratteristiche dei pigmenti organici
3. Proprietà del colore
4. Classificazione dei pigmenti organici
5. Applicazioni dei pigmenti organici
6. Storia e tendenze di sviluppo

Definizione di pigmenti organici

I pigmenti organici sono una classe di coloranti ottenuti da composti organici che possiedono una serie di proprietà pigmentarie. A differenza dei coloranti, i pigmenti organici non hanno affinità con gli oggetti che sono destinati a colorare. Per aderire alle superfici o essere incorporati negli oggetti per impartire il colore, necessitano di adesivi o sostanze che formano una pellicola.

I pigmenti organici sono insolubili in acqua o nei solventi. Tuttavia, non tutte le sostanze organiche insolubili possono essere utilizzate come pigmenti organici. I pigmenti organici colorano gli oggetti disperdendo particelle fini nel mezzo che devono colorare. Pertanto, le loro prestazioni dipendono non solo dalla loro struttura chimica, ma anche dai seguenti fattori:

- Dimensione e distribuzione delle particelle del pigmento

- Stato fisico della superficie delle particelle

- Polarità e forma cristallina

- Compatibilità con il mezzo

Molti produttori di pigmenti, oltre a sviluppare nuove varietà strutturali, si dedicano anche alla ricerca delle proprietà superficiali dei pigmenti. L'obiettivo è quello di sviluppare prodotti con diverse proprietà, come la facilità di dispersione, l'elevata trasparenza, l'alta forza colorante e l'eccellente fluidità, per migliorare la qualità del prodotto.

Le proprietà dei pigmenti includono la resistenza alla luce solare, all'immersione in acqua, agli acidi e agli alcali, ai solventi organici, al calore, alla stabilità cristallina, alla disperdibilità e al potere coprente.

Caratteristiche dei pigmenti organici

-Processo di produzione: Gli intermedi, le attrezzature e i processi di sintesi necessari per la loro produzione sono simili a quelli utilizzati per la produzione di coloranti, quindi sono spesso prodotti all'interno dell'industria dei coloranti.

-Confronto con i pigmenti inorganici:

- Vantaggi: In genere hanno un'elevata forza colorante, sono facili da macinare e disperdere, sono meno inclini alla sedimentazione e hanno colori vivaci.

- Svantaggi: In genere hanno una scarsa resistenza alla luce, al calore e agli agenti atmosferici.

- Applicazioni: Sono comunemente utilizzati per colorare materiali come inchiostri, rivestimenti, prodotti in gomma, plastica, cancelleria e materiali da costruzione.

Proprietà cromatiche dei pigmenti organici

- Colori vivaci e forte forza colorante

- Bassa densità e non tossicità

- Tuttavia, alcune varietà spesso non sono resistenti alla luce, al calore, ai solventi e alla migrazione come i pigmenti inorganici.

La varietà di colori è infinita e variopinta. Ogni colore può essere determinato da tre parametri:

(1) Tonalità: La caratteristica che distingue i colori l'uno dall'altro, che può distinguere il rosso, il giallo, il verde, il blu, il viola, ecc.

(2) Luminosità (brightness): Valore caratteristico che indica la variazione di luminosità e oscurità della superficie di un oggetto.

(3) Saturazione (croma): Valore caratteristico che indica l'intensità del colore sulla superficie di un oggetto.

I colori in natura sono sempre diversi, ma i più elementari sono i tre colori primari: rosso, giallo e blu.

Classificazione dei pigmenti organici

Esistono molte varietà di pigmenti organici e molti metodi di classificazione:

• Classificazione in base allo spettro cromatico Classificazione in pigmenti gialli, arancioni, rossi, viola, marroni, blu, verdi, ecc.

• Classificazione in base alla funzione Classificazione in pigmenti ordinari, pigmenti fluorescenti, pigmenti perlescenti, pigmenti cambia colore, ecc.
• Classificazione per oggetto di applicazione Classificazione in pigmenti per rivestimenti, pigmenti per inchiostri, pigmenti per materie plastiche e gomma, pigmenti per cosmetici, ecc.
• Classificazione per struttura molecolare

Pigmenti azoici: Pigmenti contenenti un gruppo azoico (-N=N-)

Pigmenti di ftalocianina: come il blu ftalocianina e il verde ftalocianina.

Pigmenti policiclici condensati

Altri pigmenti strutturali

Nota: i pigmenti azoici e i pigmenti a base di ftalocianina rappresentano oltre il 90% di tutti i pigmenti organici e sono prodotti principalmente in Europa occidentale, Stati Uniti e Giappone.

Applicazioni dei pigmenti organici

Grazie alle loro eccellenti proprietà, i pigmenti organici sono ampiamente utilizzati in numerosi settori industriali:

- Industria degli inchiostri: Una delle aree di applicazione più vaste, in particolare gli inchiostri da stampa (offset, flessografici e rotocalco), che richiedono colori vivaci, elevata forza colorante, particelle fini ed eccellente disperdibilità.

- Industria dei rivestimenti: Utilizzato in varie vernici e rivestimenti, in particolare nel settore automobilistico, industriale e delle vernici per esterni, dove la resistenza agli agenti atmosferici e alla luce è fondamentale.

- Industria delle materie plastiche: Utilizzati per colorare varie materie plastiche, i pigmenti richiedono un'eccellente resistenza al calore (150°C-280°C), resistenza alla migrazione e buona disperdibilità.

- Fibra tessile: Attraverso la colorazione pre-slurry, i pigmenti vengono mescolati uniformemente ai polimeri fusi e poi filati per produrre fibre colorate.

- Applicazioni cosmetiche: Applicazioni in ombretti, rossetti e smalti gel. I pigmenti organici offrono un'ampia gamma di colori vivaci, tra cui il rosso, il blu ftalocianina e il verde ftalocianina. I pigmenti organici offrono un'eccellente forza colorante e stabilità del colore, consentendo allo smalto gel di ottenere colori vibranti.

- Altri settori: prodotti in gomma, cuoio, cartotecnica, ceramica, imballaggio alimentare, stampa di imballaggi farmaceutici, giocattoli per bambini, articoli di cancelleria, ecc.

Storia e tendenze di sviluppo

Lo sviluppo dei pigmenti organici ha attraversato grosso modo tre fasi:

(1) Prime esplorazioni (fine XIX secolo-inizio XX secolo): Nel 1856, William Perkin sintetizzò il primo colorante organico "porpora di anilina", segnando l'inizio dell'era dei pigmenti organici sintetici.

(2) Rapido sviluppo (anni '20-'60): La crescita dell'industria della stampa a colori ha promosso lo sviluppo dei tradizionali pigmenti azoici e dei pigmenti a base di ftalocianina.

(3) Modernizzazione e diversificazione (dagli anni '80 a oggi): Il progresso delle discipline di base ha favorito il salto di qualità della tecnologia dei pigmenti organici e l'invenzione dei pigmenti DPP è una pietra miliare.

Lo sviluppo futuro dei pigmenti organici si riflette principalmente in:

- Prestazioni elevate: Sviluppare pigmenti in grado di resistere meglio ad ambienti difficili (come temperature più elevate e raggi ultravioletti più forti).

- Protezione e sicurezza ambientale: Sviluppo di pigmenti organici ecocompatibili, meno tossici e privi di metalli pesanti e ammine aromatiche nocive.

Sviluppo di nuovi materiali: Ad esempio, esplorando nanopigmenti ibridi organico-inorganici derivati da piante naturali.

Sintesi

I pigmenti organici, coloranti indispensabili nell'industria e nella vita moderna, sono disponibili in un'ampia varietà di tipi, con proprietà diverse e una vasta gamma di applicazioni. Dalle plastiche di tutti i giorni ai materiali stampati, dai rivestimenti per autoveicoli ai tecnopolimeri e ai cosmetici, questi pigmenti creano colori vivaci.