تاثیر رنگدانه های کرومات و سدیم کرومات در صنعت رنگ

رنگدانه چیست و چه کاربردی دارد؟

مواد رنگی به دو دسته پیگمانها ( رنگدانه‌ها ) و رنگها طبقه‌بندی می‌شوند. رنگدانه با رنگ متفاوت است. تفاوت آنها در این است که رنگدانه ها ذرات جامدی هستند که برای بوجود آوردن خصوصیات معینی در رنگ پراکنده می شوند. رنگدانه ها فقط سطح جسم را رنگی می کنند ولی رنگ بایستی توسط ماده مورد رنگرزی جذب شود . رنگدانه‌ها در آب نامحلول هستند. اما می‌توان آنها را مانند رنگدانه‌های مورد مصرف در نقاشی ، توسط حلال مناسبی به صورت سوسپانسیون در آورد. رنگدانه عبارت است از ذرات بسیار ریز که در ساخت رنگ به کار می رود و اساساً نامحلول در حامل هستند منظور از حامل به قسمت مایع رنگ گفته می شود که شامل رزین تشکیل دهنده رنگ، مواد فرار موجود در رنگ، و هر چیز دیگری که در قسمت مایع رنگ حل شده باشد. فام و پوشش رنگ به وسیله رنگدانه تأمین می شود، لیکن در تعریف رنگ گفته شده که رنگدانه لازم نیست فام داشته باشد. با تغییرات اندکی در ساختار شیمیایی رنگدانه در صورتی که باعث انحلال پذیری در آب گردد ممکن است بتوان آن را به عنوان رنگ در صنعت رنگرزی استفاده کرد. رنگدانه یک ترکیب ویژه رنگدار یا بیرنگ،سیاه یا سفید است که می تواند در یک واسطه، رزین یا پلیمر بدون آنکه حل شود یا به قدر محسوسی تحت تاثیر تغییرات شیمیایی یا فیزیکی قرار گیرد، دیسپرس شود.وقتی رنگ به صورت فیلم نازک بر سطح مورد استفاده قرار میگیرد،پیگمنت دیسپرس شده، جذب خواهد شد ونور را پراکنده می کند. رنگدانه‌ها یا پیگمانها ، مواد جامد تزئینی هستند که در شکل و اندازه‌های مختلف در حلالهای مربوط به حالت معلق تهیه و بکار می‌روند و موارد استفاده زیادی در رویه زدن ، رنگرزی انبوه و دیسپرسیون در هوا دارند. موارد استعمال عمده پیگمانها در لاکها ، رنگهای روغنی ، ورنی ها ، رنگهای سلولزی ، رنگهای پلاستیکی ، مرکبهای چاپ و رنگرزی کاغذ و تاسیسات آهنی می باشد. صنایع پوششی عمده ترین موارد استعمال پیگمانها می باشد. امروزه پوشش سطح وسایل فلزی و چوبی بناها ، وسایل نقلیه و … اهمیت فراوانی دارد زیرا این وسایل توسط رنگ از عوامل مختلف مثل هوا ، رطوبت و ترکیبات شیمیایی محافظت می شوند. در رنگ زدن اشیا به زیباتر شدن آنها کمک می کند.

رنگدانه های اصلی ،شامل رنگدانه های رنگدار، رنگدانه های ضد خورنده، رنگدانه های پر کننده و دیگر رنگدانه های تولید شده با صنایع شیمیایی مثل نمک های فلزی معدنی،ترکیبات فلزی و غیر فلزی آلی تولید می شوند.ترکیبات آلی رنگدار، به طور معمول، از صنایع رنگ که توسعه یافته اند می آیند و این جریان توسعه رنگ ها برای نساجی و چوب همچنان ادامه دارد.این مواد از دسته مواد ساده هستند که به جهت طراحی کردن مولکولهای رنگدانه قابل انحلال هستند و هم اکنون تولید رنگدانه ها در سطح جهان یک تجارت، با اهمیت اقتصادی بالا است.
از جمله خصوصیات رنگدانه : فام –قدرت پوشانندگی – اندازه ذرات و شکل آن ها – سهولت مرطوب شوندگی- جذب روغن – ارزش حجمی – ممانعت از خوردگی – مقاومت در برابر نور حرارت آب مواد شیمیایی رو آمدن
معمولاً رنگدانه‌ها را براساس انواع شیمیایی به رنگدانه‌های معدنی یا آلی طبقه‌بندی می‌کنند، اما این رنگدانه‌های آلی یا معدنی می‌توانند طبیعی یا سنتزی باشند.
رنگدانه‌های طبیعی و مصنوعی
رنگدانه‌های معدنی طبیعی از پوسته زمین استخراج می‌شوند، خرد شده ، شسته شده ، از لحاظ اندازه درجه‌بندی می‌شوند. غالباً برای این رنگدانه‌های طبیعی ، معادل مصنوعی هم وجود دارد، یعنی رنگدانه از اجزاء دیگری در اثر یک فرآیند شیمیایی ساخته می‌شود. ظاهراً از نظر شیمیایی با نمونه طبیعی یکسان است، ولی اغلب خواص متفاوتی دارد و معمولاً به خاطر شکل بلوری مطلوبتر ، خلوص بیشتر و دانه‌بندی مطلوبتر ، مرغوبتر از نوع طبیعی می باشد.
امروزه رنگدانه‌های آلی به مراتب بیشتر از رنگدانه‌های معدنی می‌باشند. بعضی از جدیدترین رنگدانه‌ها ساختمان آلی فلزی دارند. بیشتر رنگدانه‌های آلی ، مواد شیمیایی آلی هستند که روی یک هسته معدنی هیدروکسید آلومینیوم رسوب داده شده‌اند. از مهمترین رنگدانه‌های آلی می‌توان به گروه فتالوسیانین‌ها اشاره کرد. پیگمنت‌های آلی عمدتا در جوهر (%۵۰)، رنگ (%۲۵)، پلاستیک (%۱۲) و لاستیک (%۱۰) و ۳% دیگر موارد کاربرد دارند.

کروم و نقش رنگدانه ای آن

کروم یکی از عناصر جدول تناوبی است که دارای نشان Cr و عدد اتمی ۲۴ می‌باشد.کروم به شکل سنگ معدن کرومیت (H۲CrO۴ ) استخراج می شود. این عنصر را بصورت تجاری با حرارت دادن این سنگ معدن در حضور آلومینیوم یا سلیکون تهیه می کنند کرومات سدیم و دی کرومات سدیم دو ترکیب اصلی کروم هستند که از سنگ معدن کرومیت برای استفاده در صنایع شیمیایی تولید می شوند. کرومات سدیم و دی کرومات عمدتاً برای تولید اسید کرومیک و رنگدانه های کروم مورد استفاده در دباغی چرم و کنترل خوردگی استفاده می شوند. در صنایع پارچه و نساجی به عنوان ثابت کننده رنگ آمیزی استفاده می شود. برای تولید کردن شیشه های رنگی و لعاب سرامیکی از این ماده استفاده می شود سایر ترکیبات کروم شامل کرومات پتاسیم و دی کرومات پتاسیم، دی کرومات آمونیوم، اسید کرومیک و سولفات کروم است.
از ترکیبات کروم از جمله اکسید کروم سبز , زرد کروم و نارنجی کروم در صنایع رنگ سازی استفاده می شود. این رنگدانه ها در رنگها و پلاستیکها کاربرد دارند. دی کرومات سدیم نارنجی تا قرمز رنگ می باشد، بلورین و غیر آلی است وپس از حرارت دادن موجب انتشار ذرات سمی کروم می شود. برای تولید رنگدانه های غیر آلی این ترکیب مورد استفاده قرار می گیرد و طیف وسیعی از رنگ های پایدار را تولید می کند.
انواع رنگدانه های کروم
رنگدانه ی زرد کروم : این رنگدانه زرد روشن است که شهرت خاص خود را دارد.در انواع سایه ها از زرد باز مایل به سبز روشن گرفته تا زرد مایل به قرمز تیره یافت می شود. رنگ های زرد کروم قدرت پوشش خوبی دارند و پراکنده شدن آن ها به سادگی صورت می گیرد.
نارنجی کروم: این رنگدانه به دلیل بالا بودن قیمت، کمتر مورد استفاده قرار می گیرد و بیشتر از نارنجی مولیبدات استفاده می نمایند.
سبز کروم: سبز کروم به خاطر درخشندگی، دوام، قدرت پوشش و قیمت پایین برای مدت ها رنگدانه ای پرمصرف بود. در درجات رنگ مختلفی از سبز روشن مایل به زرد تا سبز تیره مایل به آبی این نوع رنگدانه مشاهده می شود. سبز کروم مقاومت قلیایی ضعیفی دارد و در رنگ های لاتکس به کار نمی رود.
روی کرومات بازی: خواص این رنگدانه تا حدودی شبیه خواص زرد روی است رنگ آن زرد مایل به سبز بوده و برای آماده کردن سطح فلزاتی مانند فولاد و آلومینیوم به کار می رود و موجب می شود تا قدرت آن ها در ازتباط با چسبندگی و مقاومت در برابر خوردگی بالا رود.
سبز اکسید کروم: این رنگدانه سبز نسبتا تیره می باشد. دوام و مقاومت عالی دارد . قدرت پوششی متوسطی داشته و امولوسیون کردن آن آسان است. با بازتابش مادون قرمز بالایی که دارد رنگدانه ی سبز مهمی در رنگ های استتاری می باشد.
سرب سیلیکو کرومات بازی: این رنگدانه نیز نارنجی روشن است که ابتدا به عنوان رنگدانه ی ضد زنگ در ساختمان های فولادی به کار می رفت. به خاطر قدرت پوششی ضعیف می توان آن را با سایر رنگدانه ها مخلوط کرد تا رویه هایی با فام های مختلف که همچنان دارای خواص ضد زنگ می باشند به دست آید.
ثبات رنگ منسوجات به دو عامل بستگی دارد: انتخاب رنگ مناسب براساس مواد منسوجی که باید رنگ شوند و انتخاب روش رنگرزی الیاف، نخ یا پارچه.