Η ΧΗΜΕΙΑ ΓΥΡΩ ΜΑΣ. Κοινές ουσίες που διευκολύνουν τη ζωή μας. Βαφείς και χρωστικές, αποχρωματισμός υλικών 1ο μέρος
Δήμητρα Σπανού καθηγήτρια Χημικός του 1ου Γυμνασίου Δάφνης
ΤΙ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΓΝΩΡΙΖΟΥΜΕ ΠΡΙΝ ΞΕΚΙΝΗΣΟΥΜΕ ΤΗΝ ΜΕΛΕΤΗ ΓΙΑ ΤΙΣ ΧΡΩΣΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΤΙΣ ΒΑΦΕΣ
Πότε μια ουσία δίνει χρώμα; Όταν απορροφά φώς στο της ορατής ακτινοβολίας δηλαδή σε μήκος κύματος από 400nm έως 700nm
Ποιες είναι αυτές οι ουσίες; Είναι αυτές που είναι υπεύθυνες για την απορρόφηση ορατής ή εγύς υπεριώδους ακτινοβολίας.
Περιέχουν στο μόριό τους χρωμοφόρες περιοχές που είναι σύστημα απλών και διπλών δεσμών που λέγονται συζυγιακοί δεσμοί π.χ. (-C=C-C=C-C=C-...)
και χρωμοφόρες ομάδες όπως καρβονυλικές ομάδες (-C=O ), νιτρομάδες (Ο<-Ν =Ο), αζωτομάδες (-Ν=Ν- ), βινυλικές ομάδες ( >C=C<),
ενώ υπάρχουν στο ίδιο μόριο περιοχές ουδέτερες ως προς την απορρόφηση, που δεν απορροφούν (όπως αλκύλια R) ή και δεν υπάρχουν αντιδεσμικά ηλεκτρόνια.
Επειδή ο κάθε δεσμός έχει ορισμένη ενέργεια σύνδεσης, διαφορετική για απλό και διπλό δεσμό η ταυτόχρονη ύπαρξη απλών και διπλών δεσμών δημιουργεί ανομοιογένεια σε αυτήν περιοχή του μορίου και έτσι συμβαίνει μια αναδιάταξη της σύνδεσης των ατόμων μεταξύ τους ώστε να έχουν πιο ομοιόμορφη κατανομή ενεργειών. Έτσι το σύστημα απλών - διπλών δεσμών υβριδοποιείται , τα τροχιακά συντονίζονται η απορρόφηση μεταβάλλεται πολλές φορές στην συχνότητα του ορατου
Ποιος ο ρόλος των αυξόχρωμων ομάδων σε μόρια χρωστικών; Την απορρόφηση ενισχύουν ομάδες που λέγονται αυξόχρωμες όπως η αμινομάδα (-ΝΗ2), η υποκατεστημενη αμινομάδα (-RNH , R2NH), η υδροξυλομάδα ( -¨ΟΗ-), η ανθοκινόνη, η καρβοξυλομάδα (-COOH)
Το φαινόμενο της απορρόφησης στο ορατό ενισχύεται με τα αυξόχρωμα που είναι περιοχές του μορίου, που προσφέρουν ή απορροφούν ηλεκτρόνια οπότε συμμετέχουν και επιρρεάζουν το φαινόμενο της απορρόφησης, με αποτέλεσμα να αλλάζουν το χρώμα, που γίνεται άλλωτε πιο έντονο ή διαφορετικής συχνότητας .
Ακόμα τα αυξόχρωμα μπορεί να επιρρεάσουν την διαλυτότητα της βαφής, που σχετίζεται με την σύνδεση της χρωστικής με τα μόρια του διαλύτη (για αντίστοιχους λόγους επιρρεάζουν την απορόφηση του φωτός).
Τα αυξόχρωμα δίνουν ενισχυμένο αποτέλεσμα, αν τέτοιες ομάδες που δίνουν ηλεκτρόνια (πυρηνόφιλες όπως -ΝΗ2) είναι συζευγμένες με άλλες ομάδες που έλκουν ηλεκτρόνια (ηλεκτρονιόφιλες όπως -ΝΟ2)
Παραδείγματα έγχρωμων ουσιών στο
Οι έγχρωμες ουσίες, μπορεί να είναι φυσικές ορυκτές ανόργανες ουσίες ή βιολογικές χρωστικές
Οι χρωστικές είναι συνήθως σύνθετα χρώματα
ΤΙ ΕΙΝΑΙ ΤΑ ΠΙΓΜΕΝΤΑ
Τα πιγμέντα είναι χρωστικές ουσίες που κονιορτοποιούνται με στόχο να βάψουν, να αδιαβροχοποιήσουν, να δώσουν αδιαφάνεια. Από αυτές, άλλες που λέγονται βαφείς, είναι κυρίως οργανικής φύσης και διαλυτές σε έναν υγρό διαλύτη όπως το νερό ή κάποιος οργανικός διαλύτης όπως αλκοόλες, αλειφατικές ενώσεις, αρωματικές ενώσεις, κετόνες
και άλλες που λέγονται χρωστικές είναι συνήθως ανόργανες και αδιάλυτες στους διαλύτες αυτούς.
Οι βαφείς όταν διαλύονται δημιουργούν τις βαφές.
Για να βάψει μια έγχρωμη βαφή πρέπει με κάποια διαδικασία, να συνδέεται με τριχοειδή και άλλα φαινόμενα με το προς βαφή αντικείμενο που λέγεται υπόστρωμα βαφής , που μπορεί να είναι ξύλο, μέταλλο, συνθετική ύλη (πολυμερή) μάρμαρο γυαλί κ.α. με δεσμούς περισσότερο ή λιγότερο ισχυρούς
Για να γίνει αυτό πρέπει κάθε συγκεκριμένη βαφή, να έχει κάποια ιδιαίτερη χημική συγγένεια με κάθε ένα από τα υπόστρωματα
Δεν βάφουν όλες οι βαφές το ίδιο καλά, τα ίδια υλικά
Έτσι οι βαφές κατηγοριοποιούνται ως προς αυτό,
ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΒΑΦΩΝ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΟΝ ΤΡΟΠΟ ΣΥΝΔΕΣΗΣ ΜΕ ΤΟ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑ
Οι βαφές πρέπει να σχεδιάζονται έτσι ώστε να έχουν μεγαλύτερη συγγένεια με το υπόστρωμα από τον διαλύτη τους και υψηλό βαθμό μονιμότητας μακροπρόθεσμα
Ανάλογα με την σύνδεσή τους με τον διαλύτη χωρίζονται σε ενεργές ή όξινες βαφές, σε βαφές διασποράς και σε άμεσες ή αντιδραστικές :
ΟΙ ΧΗΜΙΚΟΙ ΔΕΣΜΟΙ ΜΕ ΤΟ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑ
1. Δεσμοί υδρογόνου . Εξαρτώνται από τον τύπο του υποστρώματος: σε φυσικές ίνες και σε τεχνητές κυτταρινικές ίνες
2. Δεσμοί Van der Walls: Εξαρτώνται από τα μόρια της βαφής. Εμφανίζονται όταν τα μόρια είναι επίμηκη και επίπεδα
3. Ομοιοπολικοί δεσμοί : Εξαρτώνται από την βαφή. Αν η βαφή είναι πολύ ισχυρή, σχηματίζονται ομοιοπολικοί δεσμοί που σπάνε μόνο με την επίδραση οξέων ή αλκαλίων
ΕΝΕΡΓΕΣ ΚΑΙ ΟΞΙΝΕΣ ΒΑΦΕΣ ΓΙΑ ΠΟΛΥΑΜΙΔΙΑ ΚΑΙ ΠΡΩΤΕΪΝΕΣ (ΑΝΙΟΝΙΚΕΣ)
Ονομάστηκαν όξινες γιατί βάφουν σε όξινο διάλυμα δηλαδή χρησιμοποιείται λουτρό βαφής
Τα μόρια των ενεργών βαφών έχουν σαν αυξόχρωμες ομάδες σουλφονικές (-SO3H) ή νιτροομάδες (-NO2) kai είναι
α. μικρά και συμπαγή με καλή κινητικότητα που φτάνουν μέχρι τα ενεργά κέντρα
και στερεώνεται εκεί με τον σχηματισμό ιοντικών χημικών δεσμών που μοιάζουν με δεσμούς των αλάτων με τις αμινομάδες των πρωτεϊνικών ινών
β. μεγαλύτερα μόρια βαφής που
στερεώνονται με δυνάμεις προσρόφησης του υδρόφοβου μέρους της βαφής στο οργανικό μέτος του υλικού (ίνες κυτταρίνης). Δίνουν αντοχή χάνουν σε ομοιόμορφο χρωματισμό.
Στις ενεργές αντιδραστικές βαφές που είναι ανθεκτικές και δίνουν ισχυρά χρώματα γιατί διεισδύουν και εμποτίζουν το βαφόμενο υλικό (υφάσματα, μαλλί, χαρτί, γούνα, δέρμα, ξύλο, τρόφιμα κ.α.) φτάνει μέχρι τα ενεργά κέντρα και στερεώνεται εκεί με τον σχηματισμό χημικών δεσμών μεταξύ της βαφής και της ίνας της κυτταρίνης
ΒΑΦΕΣ ΔΙΑΣΠΟΡΑΣ ΓΙΑ ΥΔΡΟΦΟΒΑ ΠΟΛΥΜΕΡΗ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΑ
Οι βαφές αυτές έχουν μικρά μόρια και είναι επίσης υδρόφοβες (όμοιο διαλύει όμοιο), ώστε ελάχιστα διαλύονται στο νερό και για αυτό δεν βάφουν υδρόφιλα πολυμερή όπως είναι η κυτταρίνη.
Διασπείρωνται για να βάψουν εκτός από τους πολυεστέρες και την οξική κυτταρίνη που η υποκατάσταση υδρογόνου με οξικό ανιόν την μετατρέπει σε υδρόφοβη
Χρησιμοποιούνται για υδρόφοβα υποστρώματα υδρόφοβων πολυμερών όπως ο πολυεστέρας αλλά και πολυαμίδια.
Εδώ η χρωστική απλώνεται ομοιόμορφα με ένα μέσο διασκόρπισης και διεισδύει στην μήτρα του πολυμερούς όπου και σχηματίζει ένα διάλυμα στερεού με στερεό. Θεωρείται ότι οι βαφές προσροφόνται από τις ίνες των υδρόφοβων πολυμερών υπό μορφή μορίων και ταυτόχρονα πολυμερίζονται.
Μπορούν να συνδέονται με δεσμούς υδρογόνου ή με δεσμούς Van der Waals
Μπορούν επίσης να προσαρμοστούν στη σύνδεση με το υπόστρωμα μέσω των πολικών και μη πολικών υποκαταστατών που διαθέτουν
ΑΜΕΣΕΣ Ή ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΙΚΕΣ ΒΑΦΕΣ ΓΙΑ ΥΔΡΟΦΙΛΑ ΚΥΤΤΑΡΙΝΙΚΑ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΑ
Στις άμεσες βαφές που το χρώμα συνδέεται άμεσα με τις ίνες με αδύναμους δεσμούς υδρογόνου με τις πολικές αυξόχρωμες ομάδες και wan der walls με τις ίνες
και χρησιμοποιούνται για την βαφή
κυτταρινικών υποστρωμάτων όπως το χαρτί, το βαμβάκι, το λινό, το ρεϊγιόν.
Τα μόρια των άμεσων βαφών είναι συνήθως επίπεδα και έχουν μεγάλο μήκος. Γι αυτό, δεν εισχωρούν βαθιά στις ίνες, συνήθως μένουν στην επιφάνεις, αφαιρούνται εύκολα με ξέπλυμα ή άλλο και δίνουν συνήθως αποχρώσεις. Στις άμεσες βαφές έχουμε θετικά φορτισμένα μόρια που συνδέονται ασθενώς σε αρνητικες περιοχές του υποστρώματος.
Σαν παράδειγμα αναφέρεται η βαφή ινών κύτταρίνης με τέτοιες άμεσες βαφές. Βλέπουμε μια σύνδεση με δεσμούς υδρογόνου και μια με ομοιοπολικό δεσμό (η κυτταρίνη CellOH)
Οι κατιοντικές βαφές σχηματίζουν ιοντικούς δεσμούς, ομοιοπολικούς ή δεσμούς υδρογόνου με υδρόφιλα υποστρώματα εντός της μήτρας του πολυμερούς
Οι χαλαροί δεσμοί που δημιουργούνται, καταστρέφονται εύκολα, με υδατικά διαλύματα ή με την διόγκωση του υλικού, ή με την επίδραση σαπουνιού ακόμα και σε χαμηλή θερμοκρασία 30- 40 βαθμών. Γι αυτό εάν θέλουν να παραμείνει η βαφή χρησιμοποιούν στερεωτικά. Τέτοιες βαφές χρησιμοποιούνται και για τις ανθρώπινες τρίχες. Το χρώμα επικάθειται εξωτερικά και ξεπλένεται (απομακρύνεται) σταδιακά.
ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΒΑΦΩΝ ΑΝΑΛΟΓΑ ΜΕ ΤΗΝ ΧΗΜΙΚΗ ΔΟΜΗ
Μια από τις ταξινομήσεις των βαφών ανάλογα την χημική δομή που δίνει την σχέση της χημικής δομής και των ιδιοτήτων της βαφής μας δίνει
τις όξινες βαφές και τις βασικές βαφές:
ΟΞΙΝΕΣ ΒΑΦΕΣ (ΑΝΙΟΝΙΚΕΣ)
(ΠΟΥ ΛΕΙΤΟΥΡΓΟΥΝ ΣΕ ΟΞΙΝΟ ΔΙΑΛΥΜΑ)
Όξινες βαφές είναι ομάδα βαφών που περιέχει διαφορετικά χρωμοφόρα , υδατοδιαλυτές και όξινης δομής που δίνουν πλήρη ποικιλία χρωμάτων και φωτεινά χρώματα. Έχουν απλή δομή και δεν φέρουν μακρυά αλυσίδα συζυγιακών διπλών δεσμών και επίπεδη δομή και δεν μπορούν να συνδεθούν άμεσα με τις ίνες της κυτταρίνης.
Υπάρχουν διαφορετικοί τύποι τέτοιων βαφών: Στις ισχυρές όξινες βαφές έχουμε μικρά απλά μόρια και πολλές περιέχουν σουλφονικό νάτριο και έχουν όξινες ομάδες όπως -HSO3, -COOH .
Μειονεκτούν σε ορισμένες περιπτώσεις όπως στην βαφή μαλλιού όπου, ενώ βάφουν ομοιόμορφα, το μαλλί καταστρέφεται όπως και τα σημεία σύνδεσης με την βαφή.
Οι ισχυρές όξινες βαφές μπορούν να μετατραπούν σε ασθενείς όξινες βαφές, αν αυξηθεί το μοριακό τους βάρος με την εισαγωγή ομάδων ή ανθρακικής αλυσίδας και έτσι μπορούν να βάψουν μαλλί με επιτυχία σε ασθενές οξύ.
Bάφουν φυσικά πολυαμίδια όπως οι πρωτεϊνες (μαλλί, μετάξι) και τεχνητά πολυαμίδια όπως το Νάϋλον. Επίσης δέρμα, χαρτί, μελάνι κ.α
Στις πρωτεϊνες , οι αμινικές ομάδες που δίνουν ηλεκτρόνια (ΝΗ2) υπάρχουν με καρβαξυλομάδες έλκουν ηλεκτρόνια (COOH) και 'ετσι το μόριο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο. Όμως σε όξινο διάλυμα, (-ΝΗ2) έχει πρωτεϊνωθεί (- ΝΗ3+)
Η όξινη ομάδα των χρωστικών, τους συνδέεται με την αμινομάδα των πρωτεϊνών όταν αυτή έχει πρωτεϊνωθεί (- ΝΗ3+)
Ειδικότερα για τα μαλλιά, χρησιμοποιούνται όξινες μεταλλικές βαφές που συνδέονται καλύτερα
και οι όξινες σύνθετες βαφές που κατασκευάζονται από ορισμένες οξινες βαφές και μέταλλα όπως το χρώμιο και το κοβάλτιο που μπορούν αν βάψουν και σε ουδέτερο RH. Όταν ένα μεταλλικό ιόν εισέλθει στο μόριο μιας βαφής, αυξάνεται η αντοχή της στην οξείδωση και το φως και τα χρώμα γίνεται πιο βαθύ
Οι περισσότερες όξινες βαφές είναι αζωχρωστικές
αλλά είναι επίσης και βαφές ανθρακινόνης,
και τριαρυλομεθάνιου
ΒΑΣΙΚΕΣ ΒΑΦΕΣ (ΚΑΤΙΟΝΙΚΕΣ)
Οι βασικές βαφές ονομάζονται και κατιοντικές βαφές
(Στην εικόνα το σουλφονικό βινύλιο)
Πολλές από αυτές περιέχουν μεγάλο αριθμό σουλφοομάδων ώστε διαλύονται εύκολα σε νερό αλλά η χημική τους συγγένεια με τις ίνες της κυτταρίνης είναι χαμηλή 
και έτσι πρέπει να έχουν μεγάλη περιεκτικότητα σε ουδέτερο ηλεκτρολύτη όπως το αλάτι (NaCl)
Το ενεργό μέρος της βαφής, αντιδρά με ομάδα υδροξυλίου της κυτταρίνης και έτσι υπάρχει μονιμο αποτέλεσμα. Υπάρχει όμως η πιθανότητα η δράση της βαφής να μειώνεται λόγω υδρόλυσης των δραστικών ομάδων της από το νερό ή για λόγους παλαιότητας της βαφής. Η υδρολυμένη βαφή αφαιρείται από τις ίνες με βρασμό.
Τα χρώματά τους είναι φωτεινά και εμφανίζουν ισχιρί φθορισμό (στο ροζ, κίτρινο, πορτοκαλί κ.λ.π.)
αλλά, στις περισσότερες περιπτώσεις έχει κακή αντοχή χρώματος και δεν χρησιμοποιείται για βαφή υφασμάτων, αλλά χρησιμοποιείται κυρίως για βαφή χαρτιού.
Όμως είναι αποτελεσματική στο πολυνιτρίλια, έτσι, χρησιμοποιούνται κυρίως για την βαφή ινών πολυακρυλονιτριλίου και ορισμένες για βαφή δέρματος.
Βασικές βαφές χρησιμοποιούνται ακόμα σε χρωμοσαμπουάν και μαλακτικά μαλλιών
Οι χρωστικές που βρίσκονται συνήθως σαν ανόργανα υλικά σε μορφή σκόνης λεπτού διαμελισμού, όταν χρωματίζουν, δεν συνδέονται άμμεσα με το υπόστρωμα, αλλά συνδέονται μέσω συνδετικού υλικού
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΟΞΙΝΩΝ ΒΑΦΩΝ
Σε αζωχρώματα
1.Παραγωγή των Αζωχρωστικών που είναι ακόμα αδιάλυτες γίνεται με Διαζώτωση: Η Διαζώτωση είναι δηλαδή η αντίδραση αρωματκών αμινών με ενώσεις που περιέχουν κατιόν νιτροσιλίου (ΝΟ+) όπως νιτρώδες οξύ ή νιτρώδες νάτριο, για μετατροπή τους σε άλατα αρυλδιαζωνίου
2. Παραγωγή αζωχρωμάτων (βαφές) που είναι διαλυτά με Αζωσύζευξη δηλαδή, αντίδραση της διαζωτοένωσης με οργανικό διαλύτη όπως μια φαινόλη, ναφθόλη ή αρωματική αμίνη ή ένωση με ενεργή ομάδα μεθυλενίου
Παράδειγμα: Σύζευξη με διφαινυλαμίνη,
με ανιλίνη και πνιτροανιλίνη
Τα Αζωχρώματα δίνουν μια ποικιλία χρωμάτων και αποχρώσεων με την υποκατάσταση των υδρογόνων των αρωματικών δακτυλίων ή με την αλλαγή των αυξοχρωμάτων
Τα αυξόχρωμα στις πρωτεϊνες , δίνουν ενισχυμένο αποτέλεσμα, αν ομάδες που δίνουν ηλεκτρόνια (ΝΗ2) είναι συζευγμένες με άλλες ομάδες που έλκουν ηλεκτρόνια (COOH)
Η cis και trans διαμόρφωση των αζωχρωμάτων αυτών, μπορεί να έχει διαφορετικό αποτέλεσμα ως προς την βαφή
Η trans διαμόρφωση είναι η συνηθέστρη σε θερμοκρασία δωματίου
Εάν όμως, αυτές οι αρωματικές αζωενώσεις, εκτεθούν σε έντονο ηλιακό φως, ή θερμότητα η διαμόρφωση αλλάζει στην περισσότερο ενεργειακή cis και επομένως η γεωμετρική του διαμόρφωση, η απορρόφησή του και το χρώμα του
Ο ΑΠΟΧΡΩΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ
Ο αποχρωματισμός σε διάφορα υλικά εξαρτάται αρχικά από το είδος του κάθε υλικού. Παραδείγματα
Στα μέταλλα ο αποχρωματισμός τους μπορεί να οφείλεται σε διαδικασίες οξείδωσης καθώς και στο πάχος των οξειδίων
που σχηματίζονται εξωτερικά. Είναι τα λεγόμ.ενα χρώματα αμαύρωσης και το πάχος των οξειδίων εξαρτάται από το βάθος που μπορεί να διεισδύσει το οξυγόνο. Αυτό εξαρτάται από το είδος του μετάλλου και την θερμοκρασία. Σε 500ο ο χάλυβας παίρνει γκρίζο χρώμα, ενώ σε 200ο παίρνει κίτρινο χρώμα.
Ο Άργυρος αμαυρώνεται γιατί στην επιφάνειά του δημιουργείται μια επίστρωση του θείου , ένα σουλφίδιο του Αργύρου
Στα πλαστικά και τα πολυμερή, ο αποχρωματισμός χρωμάτων και επικαλύψεων μπορεί να οφείλεται σε διαχωρισμό και απομάκρυνση προσθέτων που εισάγονται αρχικά στο πολυμερές για βελτίωση των ιδιοτήτων του
Κυρίως όμως είναι αποτέλεσμα της διάσπασης και κατακερματισμού των αλυσίδων των πολυμερών το οποίο σημαίνει πως οι χρωστικές και οι βαφές που περιέχονται στα πλαστικά, επίσης καταστρέφονται μερίκως η τελείως.
Ακόμα αρωματικές αζωενώσεις, εκτεθούν σε έντονο ηλιακό φως, ή θερμότητα η διαμόρφωση αλλάζει στην περισσότερο ενεργειακή cis και επομένως η γεωμετρική του διαμόρφωση, η απορρόφησή του και το χρώμα του
ΑΠΟΧΡΩΜΑΤΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΒΑΦΩΝ ΛΟΓΩ ΓΗΡΑΝΣΗΣ
Μια γενικότερη αιτία αποχρωματισμού είναι η γήρανση των υλικών που σημαίνει την αλλαγή στις φυσικές και χημικές ιδιότητες των υλικών μετά από παρατεταμένη χρήση και η οποία επιταχύνεται από πρόσθετους παράγοντες όπως η ακτινοβολία, η υψηλή θερμοκρασία, η υγρασία κ.λ.π.
Γήρανση επέρχεται και σε ανόργανες και σε οργανικές βαφές από διαφορετικούς λόγους
Σε ανόργανες βαφές για παράδειγμα όπως το Διοξείδιο του Πυριτίου μπορεί κατά την γήρανση να συμβεί αναδιάταξη των μορίων τους πΔΙΑΦΟΡΑ ΕΙΔΗ ΒΑΦΩΝ
Τα χρώματα γενικά περιέχουν: α.Χρωματικές Χρωστικές β. Διαλύτες για εύκολο βάψιμο γ. Συνδετικά που δεσμεύουν τις χρωστικές στο υπόστρωμα
Τα Χρώματα τοίχου: Περιέχουν πολλές χρωστικές αλλά λίγα συνδετικά. Όταν απλώνονται σχηματίζουν μια ματ επιφάνεια με ανοικτούς πόρους.
Ως προς τον διαλύτη υπάρχουντα ακρυλικά χρώματα που έχουν διαλύτη το νερό ή άλλους χημικούς ιαλύτες
Οι Λάκες : Περιέχουν περισσότερα συνδετικά . Σχηματίζουν ένα πυκνό και στιβαρό προστατευτικό χρώμαου ήταν άτακτα διατεταγμένα στο πήγμα, ώστε να σχηματίζουν στο εξής κρυσταλλικό πλέγμα και να μην σχηματίζεται το πήγμα .
Το Υδροξείδιο του Σιδήρου αρχικά μπορεί να σχηματίζει κολλοειδή διαλύματα , κατάλληλα για βαφές όμως το παλιό υδροξείδιο του σιδήρου δεν μπορεί.
Οι οργανικές ουσίες είναι περισσότερο ευαίσθητες στην γήρανση. Οργανικές αμίνες εκτεθιμένες στο φως και στον αέρα, γερνούν κι από αχρωμες γίνονται καφέ.
Αλλοιώσεις που φέρνουν αλλαγές και στον χρωματισμό τους δέχονται και τα υποστρώματα λόγω γήρανσης.
Τα πολυμερή μπορούν να αποικοδομηθούν ή να κυκλοποιηθούν , τα οποία επιρρεάζουν τις φυσικές και χημικές ιδιότητές τους.
Τα λιπαρά εάν περιέχουν ακόρεστα οξέα, αυτά δέχονται οξείδωση σε κορεσμένα.
Συνήθως στα πολυμερή και τα λίπη, χρησιμοποιούνται αντιγηραντικοί παράγοντες όπως αντιοξειδωτικά, καταστροφείς ελευθέρων ριζών κ.α.
Στο μπετό, ο αποχρωματισμός και κηλίδες που παρατηρείται στην επιφάνεια σε ορισμένες περιπτώσεις, οφείλεται σε κακή ανάμειξη και νερού, υδατοδιαλυτά υλικά, μέσω τριχοειδών φαινομένων , ανεβαίνουν στην επιφάνεια. Είναι κυρίως άλατα όπως ανθρακικό ασβέστιο, υδροξείδια και θειϊκά άλατα καλίου και νατρίου
ΑΠΟΧΡΩΜΑΤΙΣΜΟΣ ΥΛΙΚΩΝ
Γυαλί: Οι χρωματισμοί οφείλονται κυρίως διείσδυση διαφόρων ακαθαρσιών όπως χρωμοφόρων οξειδίων σιδήρου και χρωμίου
Εφαρμόζονται φυσικές και χημικές μέθοδοι αποχρωματισμού στο γυαλί για να εξαλείψουν ανεπιθήμητες μπλε -πράσινες ή κίτρινες -πράσινες αποχρώσεις
Για παράδειγμα τα οξείδια του δισθενούς σιδήρου χρωματίζουν εντονότερα από του τρισθενούς, άρα κατά την παραγωγή γυαλιού, χρησιμοποιούνται πρώτες ύλες που ελευθερώνουν οξυγόνο όπως πεντοξείδιο του Αρσενικού, (As2O5) που όταν θερμαίνεται στις θερμοκρασίες τήξης του γυαλιού, ελευθερώνει οξυγόνο σε (AS2O3) οξυγόνο ώστε τα οξείδια του δισθενούς σιδήρου οξειδώνονται σε τρισθενόύς τα οποία δε δίνουν έντονους χρωματισμούς
Οξυγόνο απελευθερώνεται και από το νιτρικό νάτριο που αποσυντίθεται σε θερμοκρασία 400ο C.
Σαν αποχρωματιστές στο γυαλί χρησιμοποιούνται επίσης οξείδια σπάνιων γαιών το οξείδιο του δημητρίου CeO2 του νεοδυμίου Nd2O3 και του πρασεοδυμίου Pt2O3
Μια άλλη φυσική μέθοδος είναι η επικάλυψη των χρωμοφόρων ουσιών με άλλες που επικάθονται όπως ενώσεις μαγγανίου, σεληνίου, κοβαλτίου κ.α.
Σε κλωστές, δέρματα και άλλα αντίστοιχα υλικά, χρησιμοποιούνται σαν αντιδραστήρια αποχρωματισμού η ρητίνη φορμαλδεϋδης, η δικυανοδίαμιδη
Δήμητρα Σπανού
ΠΗΓΕΣ
Diazotierung - Βικιπαίδεια (wikipedia.org)
Azo dye - Βικιπαίδεια (wikipedia.org)
Βαφές - Βικιπαίδεια (wikipedia.org)
Όξινες βαφές - Βικιπαίδεια (wikipedia.org)
Γήρανση (χημεία) - Βικιπαίδεια (wikipedia.org)
Αποχρωματισμός σκυροδέματος | Στυλό (schepenscompany.com)
Αποχρωματισμός μετάλλου και πλαστικού - Kluthe Magazine
Κατάλογος αντιδραστηρίων αποχρωματισμού για λύματα (technoline-group.ru)
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Basic_Orange_22.svg
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK385442/
ακατέργαστο
ακατέργαστο
2. Βαφές διασποράς για υδρόφοβα υποστρώματα όπως ο πολυεστέρας αλλά και πολυαμίδια
Μπορούν να συνδέονται με δεσμούς υδρογόνου ή με δεσμούς Van der Waals
Μπορούν επίσης να προσαρμοστούν στη σύνδεση με το υπόστρωμα μέσω των πολικών και μη πολικών υποκαταστατών που διαθέτουν
https://journal.schwedischer-farbenhandel.de/lack-lackfarbe-oder-farbe/
Βαφή - Βικιπαίδεια (wikipedia.org)
ΔΙΑΦΟΡΑ ΕΙΔΗ ΒΑΦΩΝ
Τα χρώματα γενικά περιέχουν: α.Χρωματικές Χρωστικές β. Διαλύτες για εύκολο βάψιμο γ. Συνδετικά που δεσμεύουν τις χρωστικές στο υπόστρωμα
Τα Χρώματα τοίχου: Περιέχουν πολλές χρωστικές αλλά λίγα συνδετικά. Όταν απλώνονται σχηματίζουν μια ματ επιφάνεια με ανοικτούς πόρους.
Ως προς τον διαλύτη υπάρχουντα ακρυλικά χρώματα που έχουν διαλύτη το νερό ή άλλους χημικούς ιαλύτες
Οι Λάκες : Περιέχουν περισσότερα συνδετικά . Σχηματίζουν ένα πυκνό και στιβαρό προστατευτικό χρώμα
2.1. Συγγένεια βαφής-υποστρώματος
Οι βαφές που περιέχουν μία ή περισσότερες αζωομάδες (δηλαδή αζωχρωστικές) αποτελούν μακράν τη μεγαλύτερη οικογένεια οργανικών βαφών. Οι εξέχοντες τύποι είναι 1) όξινες βαφές για υποστρώματα πολυαμιδίου και πρωτεΐνης όπως νάιλον, μαλλί και μετάξι. 2) διασπείρουν βαφές για υδρόφοβα υποστρώματα όπως πολυεστέρας και οξικό και 3) άμεσες και αντιδραστικές βαφές για κυτταρινικά υποστρώματα όπως βαμβάκι, ρεγιόν, λινό και χαρτί. Γενικά, η σύνθεση αζωχρωστικών περιλαμβάνει δύο στάδια. Το στάδιο 1 είναι η μετατροπή μιας αρωματικής αμίνης σε μια διαζω ένωση (δηλαδή Ar-NH2 → Ar-N2+), μια διαδικασία γνωστή ως διαζώτωση και το βήμα 2 είναι η αντίδραση της διαζω ένωσης με μια φαινόλη, ναφθόλη, αρωματική αμίνη ή μια ένωση που έχει μια ενεργή ομάδα μεθυλενίου, για την παραγωγή της αντίστοιχης αζωχρωστικής, μια διαδικασία γνωστή ως διαζωσύζευξη (π.χ. Ar-N2+ + Ar'-OH→ Ar-N=N-Ar'-OH). Αυτή η διαδικασία είναι κατάλληλη για το σχηματισμό τόσο αζωχρωστικών όσο και χρωστικών. Τυπικές δομές χρωστικών ουσιών που εμπίπτουν στις δύο ομάδες παρουσιάζονται i
. Dyes for polyamides and proteins
Οι βαφές για αυτά τα υποστρώματα συνήθως σχηματίζουν ιοντικούς δεσμούς (Εικ. 8) εντός της πολυμερούς μήτρας. Σε αυτή την περίπτωση χρησιμοποιούνται βαφές που φέρουν αρνητικό (ανιονικό) φορτίο επειδή πολυαμίδια όπως το νάιλον και οι πρωτεΐνες όπως το μαλλί, το μετάξι και το δέρμα φέρουν θετικό (κατιονικό) φορτίο - ειδικά κατά τη διαδικασία της βαφής. Οι ανιονικές βαφές για υποστρώματα πολυαμιδίου και πρωτεΐνης είναι γνωστές ως όξινες βαφές, ένα παράδειγμα των οποίων είναι η C.I. Acid Black 1 (Εικ. 9). Προέρχονται το όνομά τους από το γεγονός ότι συνήθως εφαρμόζονται σε κατάλληλα υποστρώματα από ένα μέσο που περιέχει οξύ. Αυτές οι χρωστικές έχουν ελάχιστη έως καθόλου συγγένεια με πολυεστερικά, κυτταρινικά ή κατιονικά πολυμερή, καθώς τέτοια υποστρώματα δεν μπορούν να σχηματίσουν ιοντικό δεσμό με αυτά.
Βαφές - Βικιπαίδεια (wikipedia.org) Οι βαφείς είναι χημικές ενώσεις που έχουν την ικανότητα να απορροφούν εντατικά και να μετατρέπουν την ενέργεια της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στις ορατές και κοντινές υπεριώδεις και υπέρυθρες περιοχές του φάσματος και χρησιμοποιούνται για να δώσουν αυτή την ικανότητα σε άλλα σώματα. Όρος Η «βαφή» οφείλει την προέλευσή της στον A. E. Poraj-Košice[1] και εισήχθη από αυτόν στην επιστημονική ορολογία το 1908.
Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό της βαφής είναι η ικανότητα, λόγω τριχοειδών διεργασιών και διεργασιών διάχυσης, να εμποτίζει το βαμμένο υλικό (για παράδειγμα, υφάσματα, χαρτί, γούνα, μαλλιά, δέρμα, ξύλο, τρόφιμα - βαφές τροφίμων) - και να δίνει χρώμα σε όλο τον όγκο του, στερεώνοντας με τον ένα ή τον άλλο τρόπο στα ενεργά κέντρα.
Οι όροι "βαφή" και "χρωστική ουσία", αν και συχνά χρησιμοποιούνται εναλλακτικά, υποδηλώνουν σαφώς διακεκριμένες έννοιες. Οι βαφές είναι διαλυτές σε ένα μέσο βαφής (διαλύτης) και οι χρωστικές είναι αδιάλυτες. Κατά τη διαδικασία χρώσης, οι βαφές διεισδύουν στο υλικό και σχηματίζουν έναν περισσότερο ή λιγότερο ισχυρό δεσμό με τις ίνες. Όταν χρησιμοποιείτε χρωστικές ουσίες, η σύνδεση με το βαμμένο υλικό παρέχεται από το συνδετικό υλικό και όχι από τις χρωστικές ουσίες. Στα χρώματα, παράγοντες σχηματισμού χρώματος (στην περίπτωση αυτή, χρωστικές ουσίες) βρίσκονται στο συνδετικό υλικό (λιναρόσπορο, νιτροκυτταρίνη κ.λπ.) και οι ιδιότητες του χρώματος (με εξαίρεση το χρώμα) εξαρτώνται περισσότερο από το συνδετικό υλικό παρά από τη χρωστική ουσία. Οι βαφές είναι συνήθως οργανικές ουσίες · Οι χρωστικές ως επί το πλείστον είναι λεπτώς διασκορπισμένες σκόνες ανόργανων ουσιών, συχνά ενώσεις οξειδίων.