Требования, предъявляемые к красящим веществам.

Красители и пигменты.

 

Большинство полимеров – это прозрачные или, в зависимости от степени кристалличности, матово-белые бесцветные материалы. В ряде случаев, вследствие особенностей химического строения и наличия добавок, они окрашены в жёлтые, красные, коричневые, чёрные тона (полиимиды, эпоксидные смолы, фенолоформальдегидные и фурановые смолы), реже в зелёные (кремнийорагнические смолы). Тем не менее, способность окрашиваться в различные цвета является одним из важнейших качеств, которое обусловило широкое применение пластмасс, особенно в быту. Это делает окрашивание необходимой частью технологии переработки полимерных материалов.

Окрашивание пластмассовых изделий может проводиться либо предварительным введением красящих веществ (0,05 – 2% мас.) в полимер, либо окрашиванием поверхности сформованного изделия (к последнему варианту можно отнести различные виды декоративной обработки).

Требования, предъявляемые к красящим веществам.

Первоначальной технологической задачей при изготовлении окрашенных пластмассовых изделий является выбор красящего вещества. Помимо чисто эстетических соображений при этом необходимо учитывать следующие требования:

1. термостойкость красящих веществ не должна быть ниже, чем у окрашиваемого полимера;

2. химическая стойкость красящих веществ должна обеспечивать эксплуатацию изделий в требуемых условиях;

3. красящие вещества не должны ухудшать свои характеристики при взаимодействии с другими добавками (отвердителями, ускорителями отверждения и т.д.);

4. светостойкость красящих веществ не должна быть ниже, чем у окрашиваемого полимера;

5. они должны хорошо диспергироваться и равномерно распределяться в массе полимера;

6. они не должны мигрировать из массы на поверхность изделия, в том числе в средах органических и неорганических растворителей (этот процесс может привести к необратимому изменению или ослаблению окраски – выцветанию, а также к загрязнению соприкасающихся с такими материалами поверхностей как при эксплуатации, так и при переработке – плей-эффект);

7. красящие вещества должны быть нетоксичны и по возможности легкодоступны.

Красящие вещества подразделяют на красители и пигменты.

Красители – это красящие вещества, растворимые в полимерах. Обычно это азо- и антрахиноновые соединения различных цветов. К этой группе также относится распространённый черный краситель – нигрозин. Вследствие хорошей совместимости красителей с полимерами, окрашенные ими пластмассовые изделия имеют:

– прекрасный внешний вид;

– блестящую поверхность;

– равномерную интенсивную окраску;

– сохраняют прозрачность.

(недостатки) Однако, миграционная способность их велика, они нестойки к действию органических растворителей.

По способности к растворению красители делятся на две категории:

1. спирторастворимые (в спиртах, кетонах, простых и сложных эфирах)

производные трифенилметана, например спиртовой синий С.

2. маслорастворимые (в ароматических соединениях, содержащих аминные, азотные группы и др.)

масляный оранжевый С, масляный желтый,

Судан синий CL.

Пигменты – это красящие вещества, нерастворимые в полимерах. Пигменты обладают минимальной миграционной способностью.

Неорганические пигменты – это, как правило, различные природные и синтетические оксиды и соли металлов (двуокись титана – рутил – белила; оксид хрома – зеленый пигмент; сульфиды – желто-оранжевые тона). В эту группу входят наиболее термо-; свето-, химически стойкие красящие вещества.

(недостатки) Однако, при использовании неорганических пигментов требуются наибольшие усилия для их распределения в полимере.

В общем объёме применяемых при производстве пластмасс красящих веществ доля этих пигментов составляет около 80 %.

В качестве чёрного пигмента используют высокодисперсные сорта канальной и газовой саж. Для придания пластмассовым изделиям металлического блеска применяют алюминиевую и бронзовую пудры. К этой же группе красящих веществ можно отнести специальные сорта дисперсной слюды, которая вводится в прозрачные полимеры для создания эффекта перламутра.

К органическим пигментам относятся нерастворимые в полимерах органические вещества, как правило, синтетические, со сложной химической структурой: фталоцианиновые (синие тона), азосоединения, полициклические, диоксазиновые пигменты, а также лаки, получаемые осаждением красителей из их водных растворов.

(недостатки) Эти красящие вещества лучше диспергируются в полимерах, однако они менее термостабильны, чем неорганические пигменты, и у них выше миграционная способность. В общем объёме применяемых для окрашивания пластмасс красящих веществ доля органических пигментов составляет около 20%. К этой группе также относятся флуоресцентные пигменты (желтые, оранжевые, зелёные).