Областях спектра и применяемые для придания этой способности другим телам. Само слово «краситель» происхождением своим обязано А. Е. Порай-Кошицу.
Отличительная особенность красителя - способность пропитывать окрашиваемый материал (например текстиль, бумагу, мех, волосы, кожу, древесину, пищу - пищевые красители) и давать цвет по всему его объёму.
Технологи, занимающиеся крашением, классифицируют красители по способу применения . Специалисты-химики, занимающиеся синтезом красителей и изучающие взаимосвязи между структурой и свойствами веществ, классифицируют красители по химической структуре .
В текстильной промышленности обычно используются красители восьми основных классов. Первые четыре класса красителей (прямые, сернистые, активные и кубовые) используются в основном для крашения целлюлозных волокон, например хлопковых и вискозных. Кислотные и активные используются для крашения шерсти и полиамида, дисперсные для окраски полиэфирных материалов, катионные -основные используют для окраски полиакрилонитрила. Другие классы красителей используются для окрашивания растворителей пластмасс,прозрачных лаков, например жирорастворимые красители используются для окраски бензина, масел и полистирола, также имеются спирто- и ацетонорастворимые красители используемые для окрашивания прозрачных лаков. Отдельно стоят пигменты, хотя они могут быть близки к красителям по структуре и методам получения, но они отличаются очень плохой растворимостью в окрашиваемой среде, поэтому они требуют измельчения до размера частиц неболее нескольких микрометров. Красящая сила пигментов зависит от их размера частиц и резко возрастает с уменьшением среднего размера частиц дисперсии. Пигменты могут быть органическими и неорганическими
Красителей и пигменты имеют разнообразное строение. Однако свыше половины всех красителей можно классифицировать как азокрасители и антрахиноновые красители.
Wikimedia Foundation . 2010 .
Энциклопедия КольераI. Введение
2.1 История создания
2.2 Классификация
2.3 Характеристики отдельных красителей и их использование
2.4 Санитарные требования использования красителей
III. Заключение
Список используемой литературы
І. Введение
Понятие «красящее вещество» подразумевает возможность окрашивания любого субстрата. # хранения волокон, подкрашивание пищевых продуктов (пищевые пасты, сливочное масло и т.д.) все окрашенные химические вещества можно назвать красящими веществами однако пока не существует универсальных красителей одни пригодны для одних целей, другие для других. К примеру каротином моркови можно окрашивать пищевые продукты но он не годится для хранения текстильных волокон. Тем не менее когда мы говорим о крашение какого либо субстрата то имеем виду стабильность окрашивания, т.е. стойкое к определенным испытаниям на прочность. Таким образом принимая во внимание практическую сторону вопроса, понятие «красящее вещество», которое по своей природе способно устойчиво сохраняться на субстрате. В идеальном случае мы хотим, чтобы окрашенное изделие сохраняло свой первоначальный цвет, пока оно существует.
II. Органические красители
Для изготовления окрашенных пластмасс и резины применяют органические красители двух классов - органические пигменты и растворимые красители.
Отечественная номенклатура органических красителей не всегда отражает их химическое строение. Часто в названии красителя указывают лишь его цвет и приводят букву характеризующую оттенок («Ж» – «желтоватый», «З» – «зеленоватый», «С» - «синеватый» усиление оттенка обозначают цифрой например 2К, 4Ж.
Полимерные материалы можно окрашивать органическими красителями в различные цвета, обладающие яркостью и чистотой тона. Высокая красящая способность позволяет вводить органические красители в полимерные материалы в небольших количествах (0,01-0,1 %) которые не вызывают изменения механических или электрических свойств готовых изделий.
2.1 История создания
Мовеин и диазиновые красители. Строение открытого в 1856 г. Перкиным мовеина можно представить двумя мезо-мерными структурами (1, а и 1, б) в зависимости от положения положительного заряда. В формуле, как и во всех последующих формулах катионного типа, не показано строение аниона, так как оно не имеет большого значения для свойств красителя.
Мовеин, хотя и открытый вслед за пикриновой и розоловой кислотами, по праву считается первым синтетическим красителем. Его промышленное производство было начато в Лондоне уже в 1857 г., тогда как пикриновая кислота (получена Вульфом окислением натурального индиго азотной кислотой), из-за высокой стоимости производства, и розоловая кислота (синтезирована Рунге окислением сырого фенола), из-за низких колористических показателей, таки остались «бедными родственниками мовеина без славы и богатства». Мовеин применяли для крашения хлопка по оловянной протраве, шерсти и главным образом шелка, о Именно на шелке наиболее полно проявлялись красота, живость и яркость его окраски. Он очаровал восторженных покупателей и сразу же стал необычайно популярным.Рассказывают (быль или легенда?), что само название красителя связано с первым появлением в магазинах Лондона шелков, окрашенных красителем Перкина: толпа покупателей на улицах была настолько велика, что затрудняла уличное движение, и лондонская полиция, пытаясь навести порядок, непрерывно подгоняла толпу: «проходите, проходите» (Move on, Move on).
Мовеин относится к классу диазиновых (азиновых) красителей, содержащих пиразиновое кольцо а точнее, ядро дибезпиразина (феназина), который и является хрономером:
Это типичные основные красители, которые при сульфировании образуют кислотные красители. Сами по себе феназины бесцветны, но их четвертичные соли окрашены достаточно интенсивно. Технология азиновых красителей была разработана в период 1880-1900 г.г. усилиями Витта, Каро, Штраубе, Герпа и других. В результате этих работ появились эуродин и сафранин (N-алкил- и фенилпроизводные феназинов), а также более сложные по строению индулины и нигрозины. Химическая структура этих красителей была выяснена значительно позже, в 20-х годах нашего столетия, благодаря исследованиям Керманна, но сама технология не претерпела существенных изменений со времени первооткрывателей, за исключением некоторых новых красителей, полученных уже 1900-х годах. До настоящего времени многие из этих красителей имеют важное техническое и коммерческое значение. Достаточно сказать, что в США производство только одного нигрозина, применяемого для типографских красок, лент пишущих машин, кремов для обуви и т. д., достигает 4 тыс. т в год. -Строение самого простого сафранинового красителя ярко-красного цвета, сафранина Б, показано формулой.
Этому красителю (1878) предшествовал сафранин Т. Из-за низкой светостойкости эти, как и другие сафранины, не применяются сейчас для окраски тканей, но иногда используются для крашения бумаги.
К технически важным азиновым красителям более сложного (строение многих окончательно не установлено) состава относятся индулины и нигрозины, модификацией которых получают красители, пригодные для крашения тканей, дерева, производства чернил, лаков, кремов и др.
К диазинам относится также группа черных анилиновых красителей, получаемых непосредственно на субстрате (хлопок, мех) окислением различных анилинов бихроматом, хлоратом или перекисью водорода. Такова вкратце химия диазиновых красителей.
Фуксин и трефенилметановые красители. В исторический год открытия мовеина Танансоном, а затем и другими химиками был синтезирован фуксин. Он появился на рынке в 1859 г. под названием маджента - в память о победе французов над австрийцами в битве при Мадженте.
Фуксин является представителем большой группы трифенилметановых красителей, среди которых существуют кислотные, основные, протравные пигменты и красители для растворителей. Их отличает чистота и яркость окрасок, хотя прочность, в том числе светостойкость, часто оставляют желать лучшего. Строение трифенилметановых красителей отвечает общей формуле, где в зависимости от заместителей (количество и положение амино- и оксигрупп) намечается три ряда красителей, охватывающих почти всю цветовую гамму:
а) ряд фиолетового Дейбнера: Х=Н, У=МН 2 , y"=NH 2 , Z=H; малахитовый зеленый: Х=Н, У=М(СН 3) 2 , У"=М(СН 3) 2 . Z=H;
б) ряд фуксина: Х=У=МН 2 , y=NH 2 , Z=H, CH 3 ;
в) ряд аурина (розоловая кислота): Х=У=ОН| У"=0, Z=H.
Из этих трех красители ряда фуксина были получены значительно раньше остальных. Первый представитель ряда фиолетового Дейбнера, малахитовый зеленый, был открыт О. Фишером только в 1877 г. Сам фуксин, учитывая способ его получения (совместное окисление анилина и толуидинов), представляет собой смесь соединений, глазными компонентами которой являются парарозанилип (Z=H) и розанилин (Z=CH 3). Специальным синтезом эти компоненты могут быть получены в чистом виде.
Во всех трифенилметановых красителях хромофором является паpa-хиноидное бензольное ядро, обведенное в формуле пунктиром. Красители первых двух рядов по способу применения являются основными, последнего ряда - протравными.
Дальнейшие исследования в ряду фуксина были направлены на изменение свойств красителей с целью расширения области их применения (получение новых оттенков, возможность окрашивания шерсти). Этого удалось добиться введением алкильных групп по атомам азота (фиолетовый Лаута, кристаллический фиолетовый) и сульфированием. Сульфирование фуксина проводили Гоффманн (1858), Жирар и Де Лер (1861) и Николсон (1862). Первым кислотным красителем этого ряда оказался анилиновый синий (трисульфокислота N, N", N"" - трифенилфуксина). В дальнейшем многие сульфопроизводные были получены и в других рядах, что привело к выпуску кислотных красителей зеленого, синего (в ряду фиолетового Дейбнера) и фиолетового (в ряду фуксина) цветов. При использовании в синтезе трнфенилметановых красителей N-этил-N-бензиланилина были получены ценные кислотные красители фиолетового, синего и зеленого цветов. Светостойкость трифинилметановых красителей может быть улучшена введением в молекулу остатков индола или пиразолона (1932). Известны также красители, содержащие, в отличие от фенильных, другие (например, нафтильные) ароматические остатки. В ряду аурина наибольший интерес представляют красители, содержащие остаток салициловой кислоты. К ним относятся хромоксаны, которые при обработке солями хрома на ткани образуют прочные окраски.
Хинолиновый синий и полиметиновые красители. Хинолиновый синий (цианин Вильямса, 1856) - первый представитель цианиновых красителей, принадлежащих к классу полиметиновых, содержащих этиленовые связи, В 80-х гг. были получены хилолиловый красный (Якобсен, 1882) и этиловый красный (Хоогенфорфф и Ван Доорс, 1883).
Все эти красители, несмотря на яркие окраски, не представляли интереса для кремния из-за низкой светостойкости и неустойчивости к кислотам. Интерес к ним возник значительно позже, когда Фогель обнаружил способность хинолинового синего повышать чувствительность (сенсибилизировать) фотоэмульсии с галогенидом серебра к красно-оранжевым лучам. Далее было установлено, что этиловый красный и панацианол из той же группы цианинов повышают чувствительность бромида серебра в зонах 520-570 нм и 570-660 нм соответственно. Исследования, вызванные опытами Фогеля, продолжали развиваться по мере того, как обнаружилось, что многие другие цианины способны сенсибилизировать фотоэмульсии. Благодаря исследованиям Кёиига, Фишера, Кауфмана, Милса, Хоумера, Брукера, Мана, Ван Дормеля, Ниса, японских авторов Фунзи, Тахакаши, а также работам в последние десятилетия советских химиков Бабичева, Левкоева, Кип-приянова, Свешникова и других химия цианинов получила блестящее развитие как в теоретическом аспекте, так и в практическом. В настоящее время существуют соединения, которые сенсибилизируют ко всем областям спектра, включая инфракрасную область, в результате чего стали возможными цветная фотография и фотография в инфракрасных лучах, что ранее казалось довольно сложной задачей.
В структуре цианинов содержится полиметиновая цепочка, имеющая на концах атомы азота, входящие в одинаковые или разные гетероциклы.
Здесь п=0 или четному числу, пунктиром обозначены гетероциклические кольца. Один из атомов азота несет положительный заряд и является электроноакцепторным. Таким образом, через систему сопряженных двойных связей осуществляется донорно-акцепторное взаимодействие с другим донорным атомом азота.
К полиметиновьш красителям принадлежат мероциа-нины, гемицианины и стириловые красители. С практической стороны интересны астрафлоксин ФФ - гемицианин на основе индола, астразоны, применяемые для крашения ацетатного щелка, и стириловые красители, используемые как дисперсные.
Некоторые цианины обладают антигельминтной активностью, а также бактерицидными и химиотерапевтичее-лк-ми свойствами. Определенные цианины нашли применение в лазерной технике.
Такова коротко история метинозых красителей, которая на этом не кончается, если задуматься о их важной роли в современной технике.
Анилиновый желтый и азокрасители.
Первый азокраситель n-аминоазобензол анилиновый желтый или n-фенилазоаншшн) впервые получен Мене в 1861 г. Но сама реакция диазотировання, благодаря которой стало возможным получение азокрасителей, была открыта в 1858 г. Грисом, которого мы вправе считать великим отцом этого самого обширного класса красителей. Число азокрасителей, зарегистрированных в Color Jndex, составляет свыше 2000, тогда как антрахиноновых не более 600, трифенилметановых 180 и около 120 индигоидных наряду с 350 красителями других классов. Такое весомое представительство обусловлено прежде всего большим разнообразием азокомпонентов - диазотируемых аминов азосоставляющих, прежде всего производных нафталина. Азокрасители с момента их появления всегда являлись технически важными, современными, конкурентоспособными и исключительно многообразными. Среди азокрасителей - кислотные, основные, прямые, протравные красители, красители, образующие окраски на волокне, дисперсные красители, пигменты и красители для растворителей. Хромофором в азокрасителях является азогруппа -N=N-. Многие азокрасители содержат несколько азогрупп (дисазокрасители, трисазокрасители, полиазокрасители). Азокрасители, пожалуй, больше, чем другие, носят порой фантастические названия, что связано часто с рекламными аспектами. Один мой друг и коллега, специалист по синтезу азокрасителей, который, как фокусник, развлекался их. изобретением, рассказывая мне правду и неправду об азокрасителях, часто спрашивал: «Скажи, а тебе не кажется, что эти названия - эриохром, супранол, хлорантин, сириус, хлорамин несут в себе нечто зачаровывающее и заставляют вспоминать о мифах и сказках с гномами и нимфами, которые нам рассказывали в детстве?» У него было достаточно оснований так говорить, поскольку он был хорошим химиком, знающим колористом, отчасти поэтом.
После анилинового желтого был открыт коричневый Бисмарка - первый дисазокраситель (1863), затем хризоидин (1875) анилин – м – фенилендиамин (условное словесное обозначение азокрасителей, в котором стрелка идет в направлении от диазотируемого амина к азосоставляющей), желтый для растворителей 2 и некоторые основные красители. В период 1870-1880 гг. начинается «бум» азокрасителей, на длинном пути развития которых были и неожиданности.
Основные (катионные) азокрасители, хотя и используются достаточно широко, не очень многочисленны; многие из них имеют умеренные показатели прочности. Наряду с ними некоторый интерес представляют азофенилсафранины. Для крашения полиакрилнитроила (ПАН) важную роль играют основные азокрасители типа, содержащие четвертичный атом азота. Наиболее распространенные названия этих красителей: базакрилы, астразоны и максилоны.
С 1875 г. начинают появляться кислотные азокрасители на основе фенолов и нафтолов с карбоксильными или суль-фогруппами.
Один из первых сульфосодержащих азокрасителей, оранжевый 2 (8), был получен в 1876 г., в то же время синтезирован первый водорастворимый дисазокраситель алый Бибриха. Не содержащие сульфогрупп азокрасители на основе фенолов, например суданы, используют как пигменты или как красители для растворителей.
Важнейшими полупродуктами для синтеза кислотных азокрасителей являются нафтиламины, нафтолы, сульфированные аминонафтолы, среди которых наибольшее значение имеют хромотроповая кислота и аш-кислота. На основе этих кислот получают большое количество технически важных дисазокрасителей. В качестве примера приведем строение сине-черного красителя на основе аш-кислоты.
С открытием тартразина азокрасители пополнились группой азо-пиразолоновых красителей, которые выпускались в разных странах под названиями супранолы, супрамины, поляры, розантрены и др.
С 1880 г. появились протравные азокрасители, которые являются комплексными солями (лаками) исходных кислотных красителей. Обычно в качестве протрав употребляют соли хрома, реже меда, алюминия, никеля, кобальта. Протравные красители довольно многочисленны, их технология постоянно развивалась, они и сегодня играют важную роль в крашении тканей.
Первые протравные азокрасители были получены в 1878 г. на основе салициловой кислоты. В 90-х годах появились протравные красители, содержащие оксигруппу в opтo-положении к азогруппе, среди которых наиболее интересны О, О"-диоксиазокрасители. Затем появились уже содержащие металл протравные красители (неоланы, палатины), что избавляло красильщиков от необходимости протравливать ткань. Крашение ими проводят как обычными кислотными красителями. Позднее, в 1919 г. фирмой «Циба» были выпущены металлкомплексные азокрасители 1:1, а в 1951 г. - металлкомплексы 1:2 (фирма «Гейги»), которые дают особенно ровные и прочные окраски. Строение этих красителей в общем виде показано формулами.
В 1884 г. Беттигер обнаружил, что натриевая соль конго красного непосредственно окрашивает хлопок из водно-солевого раствора. Такими же свойствами обладали и многие другие красители на основе бензидина. Так были открыты прямые красители (субстантивные) и начаты интенсивные исследования в этой области.
Дальнейшие работы привели к появлению красителей на основе И-кислоты (16, звездочкой на рисунке показано положение вступающей азогруппы), производных стильбена и др.
С 1870 по 1890 г. были получены нерастворимые в воде азокрасители (пигменты, азоидные красители типа анилин - (в-нафтол (Трипке, 1877). Последующее открытие пара красного стало началом более широкого применения азокрасителей, образующих окраски прямо на волокне (пропитка хлопка щелочным раствором нафтола с последующей обработкой раствором диазотированного амина). В дальнейшем группа проявляемых на волокне красителей пополнилась желтыми пигментами на основе ацетоацетарилидов, способных к сочетанию по метиленовой группе (Ar-NH- СО-СН 2 -СО-СН 3), а также арилидов 2-окси-З-нафтойной кислоты. Все эти азосоставляющие для образования красителей на волокне выпускаются под общим (неправильным) названием нафтолы.
Проявляемые на волокне азокрасители находят широкое применение для печати узорчатых расцветок. Для облегчения применения этих красителей химики разработали более удобные формы, в том числе стабильные диазотированные амины (диазоли, диазотаты, диазомины, диазосульфонаты), а также полные красочные составы, содержащие обе компоненты азосочетания, которые вступают в реакцию при соответствующей обработке на волокне (рапиды, рапидогены, рапидозолы).
В заключении этого раздела нельзя не отметить еще раз огромного технического значения азокрасителей и связанного с этим высокого уровня их технологии, которая прошла путь от деревянных чанов с ручным перемешиванием до непрерывных, современных технологических схем с автоматизированным управлением.
Пигменты для красок - это разбавленные особыми веществами тонко перемолотые порошки, добавляемые в лакокрасочные составы. Разноцветная краска (колер) производится за счет перемешивания разных пигментов.
Для образования разных цветов могут использоваться следующие пигменты:
Пигментирующие вещества делятся на натуральные и искусственные. Натуральные также подразделяются на органические и неорганические. Природных веществ относительно немного, однако в строительстве они применяются активно, поскольку их использование обходится дешевле, чем производство искусственных компонентов.
Пигменты на натуральной основе извлекаются из металлов и окислов. К числу источников для получения красителей относятся такие неорганические элементы с соответствующими цветами:
Характеризуются высокой прочностью, устойчивостью к свету, хорошей смешиваемостью и сочетаемостью со связующими.
Характеристики некоторых неорганических красителей:
Органика извлекается из насекомых и растений. Такие красители, в отличие от минеральных, растворимы в воде, маслах и спирте. Для органики характерна меньшая прочность в сравнении с минеральными красителями. Поскольку эти пигменты не создают красочного слоя, а проникают в структуру поверхности, они чаще всего применяются при окраске тканей.
Распространенным представителем органики является краплак, извлекаемый из корней марены или крапа. Еще одно вещество растительного происхождения - индиго, получаемое из вайды. Современная промышленность также производит синтетическое индиго. Из морских моллюсков получают пигмент светло-коричневого цвета. Методом прокаливания из органического сырья можно получить черные красящие вещества.
Синтетические красящие вещества отличаются максимальной устойчивостью к влажности, атмосферным осадкам, свету и газам. Они характеризуются яркостью оттенков. Благодаря таким качествам искусственные пигменты давно заняли лидирующее место среди всех красителей.
Красители синтетического происхождения делятся на неорганические или минеральные. Неорганические пигменты производят путем сложных химических реакций. Синтетические неорганические пигменты характеризуются постоянством химической структуры, ярким и чистым цветом.
Стоимость изготовления таких компонентов стоит довольно дорого по сравнению с натуральными красящими веществами. Применяются неорганическая синтетика в строительной отрасли для создания неводных лакокрасочных составов.
Минеральные синтетические красители создаются в результате сочетания 2-3 составляющих. По методу производства такие пигменты подразделяют на осажденные из растворов металлов и солей или изготовленные прокаливанием.
Относится к классу синтетических неорганических красителей. Имеет в своем составе алюмосиликат натрия и серу. Ультрамарин часто применяется в строительной отрасли в малярных красках, водных и неводных лакокрасочных составах. Такими красками окрашиваются бетон, металл, дерево, а также оштукатуренные поверхности. В чистом виде ультрамарин применяется крайне редко, а если это случается, то цель обычно состоит в нейтрализации желтой окраски извести или мела.
Ультрамарин может применяться как лессировочный краситель. Пигмент отличается устойчивостью к воздействию света и щелочей. Однако добавление красящего вещества в растворы извести нежелательно, так как вещество в этом случае теряет цвет. Ультрамарин подходит для взаимодействия со всеми разновидностями связующих при осуществлении внутренних и наружных отделочных работ.
Краситель характеризуется ярко-красным окрасом, но бывает и темных тонов. Киноварь может применяться для производства всех видов красок, используемых для покраски бетонных, кирпичных, оштукатуренных и деревянных поверхностей. Допустимо использование, как для внутренних, так и для наружных отделочных работ.
Важным элементом лакокрасочного материала считается связующее вещество. Его функция - соединение частиц красителя и закрепление их на поверхности. Связующие вещества оказывают влияние и на цвет, поскольку все они отличаются коэффициентами преломления лучей света.
Очень важным показателем для масляной краски является маслоемкость красителей. Маслоемкость - это показатель количества масла, которое понадобится для изготовления краски на определенный объем пигмента. Показатель маслоемкости зависит от суммарной площади поверхности частиц, а кроме того, от физико-химических характеристик масла, применяемого в роли связующего.
Следующий существенный показатель, на который влияют пигменты - скорость высыхания краски. Часть красителей, к примеру, кобальт и свинцовые белила, делают процесс сушки более интенсивным. Некоторые же пигменты (газовая сажа, краплак и др.), наоборот, замедляют высыхание.
Пигмент должен соответствовать определенному эталону цветового фона, который определяется структурой его частиц, их возможностями по преломлению, отражению и поглощению лучей света.
Еще одно требование к красителю - необходимая степень дисперсности. Под этим качеством понимается степень измельченности, которой добиваются механическим дроблением, отстаиванием, осаждением в смеси растворов (мокрый метод) или за счет нагревания в особых печах (сухой метод). Чем ниже дисперсность, тем прозрачнее лакокрасочный материал, как и наоборот.
Дисперсность красителя в некоторых красках определяет их оттенок. К примеру, тонко измельченные цинковые белила дают синий оттенок, а сиена увеличивает насыщенность тона. В масляных составах повышенная дисперсность приводит к снижению показателя пластичности.
Дисперсность влияет и на другой показатель пигмента - укрывистость. Эта характеристика показывает количество красителя, необходимое на квадратный метр окрашиваемой поверхности. При этом подразумевается, что под слоем краски не будет видна находящаяся ниже поверхность или грунт. Показатель укрывистости зависит от внутренней структуры кристаллов, которым свойственны разные коэффициенты преломления лучей света.
Красители с невысокой дисперсностью находятся в основе корпусных и кроющих лакокрасочных составов, а пигменты с высокой дисперсностью имеются в составах лессировочных (более прозрачных) красок.
Интенсивность, как характеристика пигмента, это его способность менять тональность слоя краски при взаимодействии с другими пигментами. Наибольшая интенсивность свойственна красителям органического типа с высокой степенью дисперсности.
Органические пигменты, в отличие от неорганических, не обладают защитными свойствами, они являются чисто декоративными пигментами. Яркие, чистые, насыщенные цвета органических пигментов позволяют получать широкую гамму расцветок, которую невозможно создать, используя неорганические пигменты. Органические пигменты отличаются очень высокой красящей способностью, многие из них прозрачны (лессируют). Их красящая способность обусловлена преимущественно поглощением, а не рассеянием света, поэтому органические пигменты в основном применяют в смесях с укрывистыми белыми неорганическими пигментами и наполнителями, а иногда для подцветки и с цветными.
Органические пигменты по своей природе высокодисперсны, их первичные частицы имеют размер 0,005-0,1 мкм (Sуд=50-100 м2/г), но они всегда прочно агрегированы и поэтому трудно поддаются диспергированию. Плотность органических пигментов небольшая (1500 - 1800 кг/м3), насыпной объем и маслоемкость высокие (табл.). Они гидрофобны, в воде практически не диспергируются и теряют яркость тона - тускнеют. Этот недостаток при необходимости устраняют, гидрофилизируя поверхность, например, сульфированием.
Многие органические пигменты имеют склонность к миграции - всплыванию в красках и неотвержденных пленках, что вызывает неравномерность окраски, а также переход на другие контактирующие с покрытием материалы - «пачкают». Миграцию подавляют модифицированием поверхности пигментов кремнийорганическими ПАВ.
Основным препятствием к широкому использованию органических пигментов в лакокрасочных материалах в недавнем прошлом была их недостаточная светостойкость (светопрочность). Под влиянием УФ-лучей, особенно в присутствии оксида цинка и диоксида титана, обладающих фотоактивностью, органические пигменты быстро теряли свою окраску - выцветали. Наряду с низкой светостойкостью они имели и недостаточную термостойкость, что препятствовало применению их в лакокрасочных материалах горячего отверждения.
Эти недостатки преодолены получением новых полициклических соединений с повышенной молекулярной массой и определенных кристаллических форм (хинакридоновые, диоксазиновые и др.), а также комплексных соединений, содержащих металлы. Высокая стоимость новых видов свето- и термостойких органических пигментов, обусловленная многостадийностью и сложностью их синтеза и специальной обработки, окупается малым их расходом, обусловленным высокой красящей способностью, а также повышенным сроком службы покрытий при использовании органических пигментов в смеси с неорганическими. Свето - и атмосферостойкость Органических пигментов и их миграционную стойкость оценивают в баллах от 1 до 8 по соответствующим ГОСТам.
| Физико-технические свойства некоторых органических пигментов | ||||||
| Пигмент | Плотность, | Насыпной объем, | Удельная поверхность, | Масло-емкость, г/100 г | Укрывистость, г/м2 | Светостойкость, балл |
| Азопигменты | ||||||
| Желтый прочный 3 | 1400 | 3,1 | 16 | 62 | 20 | 4 |
| Желтый светопрочный | 1400 | 7,3 | 14 | 66 | 50 | 4-6 |
| Алый Ж | 1550 | 4,7 | 13 | 50 | 18 | 2-3 |
| Красный С | 1440 | 3,2 | 18 | 96 | 11 | 2-3 |
| Диазопигменты | ||||||
| Желтый кроющий О | 1210 | 2,9 | 33 | 60 | 30 | 7-8 |
| Фталоциапиновые | ||||||
| Голубой 23У | 1540 | 5,3 | 60 | 56 | 11 | 7-8 |
| Зеленый | 2020 | 2,3 | 35 | 46 | 17 | 8 |
| Полициклические | ||||||
| Ярко-оранжевый антрахино-новый | 1730 | 4,5 | 45 | 80 | 25 | 7 |
| Синий антрахиноновый | 1560 | 3,2 | 46 | 120 | 10 | 7-8 |
| Красно-фиолетовый периле-новый | 2160 | 2,2 | 46 | 76 | 8 | 7 |
Строгой общепринятой классификации органических пигментов не существует. По химическому составу органические пигменты разделяют на классы: азопигменты и азолаки, фталоцианиновые, полициклические, лаки основные (трифенилметановые) и др. Согласно технической классификации различают: собственно органические пигменты - это окрашенные органические соединения, не растворимые в воде, растворителях, пластификаторах и пленкообразователях, и осажденные - это растворимые красители, переведенные в нерастворимые соли или комплексные соединения. Такие осажденные органические пигменты называют красочными или пигментными «лаками». Это устаревшее и не очень хорошее название не следует смешивать с общепринятым понятием о лаках как растворах пленкообразующих веществ. Осажденные пигменты бывают трех типов:
1.
красочные лаки
(тонеры - анг.; фарблаки - нем.) - водорастворимые кислотные соединения, переведенные в нерастворимые соли поливалентных металлов, или основные соединения, переведенные в нерастворимые соли фосфорной, кремниевой и других кислот;
2. крапплаки - комплексные соединения антрахинонов (ализарина) с ионами Ca, Al, Fe, Sn, Cr и других металлов.
3. Прочные красочные лаки (фастели - анг.; фанали - нем.) - соли основных красителей (трифенилметановых) со сложными фосфорно-вольфрамо-молибденовыми гетерополикислотами.
I. Введение
II. Органические красители
2.1 История создания
2.2 Классификация
2.3 Характеристики отдельных красителей и их использование
III. Заключение
І. Введение
Понятие «красящее вещество» подразумевает возможность окрашивания любого субстрата. # хранения волокон, подкрашивание пищевых продуктов (пищевые пасты, сливочное масло и т.д.) все окрашенные химические вещества можно назвать красящими веществами однако пока не существует универсальных красителей одни пригодны для одних целей, другие для других. К примеру каротином моркови можно окрашивать пищевые продукты но он не годится для хранения текстильных волокон. Тем не менее когда мы говорим о крашение какого либо субстрата то имеем виду стабильность окрашивания, т.е. стойкое к определенным испытаниям на прочность. Таким образом принимая во внимание практическую сторону вопроса, понятие «красящее вещество», которое по своей природе способно устойчиво сохраняться на субстрате. В идеальном случае мы хотим, чтобы окрашенное изделие сохраняло свой первоначальный цвет, пока оно существует.
II. Органические красители
Для изготовления окрашенных пластмасс и резины применяют органические красители двух классов - органические пигменты и растворимые красители.
Отечественная номенклатура органических красителей не всегда отражает их химическое строение. Часто в названии красителя указывают лишь его цвет и приводят букву характеризующую оттенок («Ж» – «желтоватый», «З» – «зеленоватый», «С» - «синеватый» усиление оттенка обозначают цифрой например 2К, 4Ж.
Полимерные материалы можно окрашивать органическими красителями в различные цвета, обладающие яркостью и чистотой тона. Высокая красящая способность позволяет вводить органические красители в полимерные материалы в небольших количествах (0,01-0,1 %) которые не вызывают изменения механических или электрических свойств готовых изделий.
2.1 История создания
Мовеин и диазиновые красители. Строение открытого в 1856 г. Перкиным мовеина можно представить двумя мезо-мерными структурами (1, а и 1, б) в зависимости от положения положительного заряда. В формуле, как и во всех последующих формулах катионного типа, не показано строение аниона, так как оно не имеет большого значения для свойств красителя.
Мовеин, хотя и открытый вслед за пикриновой и розоловой кислотами, по праву считается первым синтетическим красителем. Его промышленное производство было начато в Лондоне уже в 1857 г., тогда как пикриновая кислота (получена Вульфом окислением натурального индиго азотной кислотой), из-за высокой стоимости производства, и розоловая кислота (синтезирована Рунге окислением сырого фенола), из-за низких колористических показателей, таки остались «бедными родственниками мовеина без славы и богатства». Мовеин применяли для крашения хлопка по оловянной протраве, шерсти и главным образом шелка, о Именно на шелке наиболее полно проявлялись красота, живость и яркость его окраски. Он очаровал восторженных покупателей и сразу же стал необычайно популярным.Рассказывают (быль или легенда?), что само название красителя связано с первым появлением в магазинах Лондона шелков, окрашенных красителем Перкина: толпа покупателей на улицах была настолько велика, что затрудняла уличное движение, и лондонская полиция, пытаясь навести порядок, непрерывно подгоняла толпу: «проходите, проходите» (Moveon, Moveon).
Мовеин относится к классу диазиновых (азиновых) красителей, содержащих пиразиновое кольцо а точнее, ядро дибезпиразина (феназина), который и является хрономером:
Это типичные основные красители, которые при сульфировании образуют кислотные красители. Сами по себе феназины бесцветны, но их четвертичные соли окрашены достаточно интенсивно. Технология азиновых красителей была разработана в период 1880-1900 г.г. усилиями Витта, Каро, Штраубе, Герпа и других. В результате этих работ появились эуродин и сафранин (N-алкил- и фенилпроизводные феназинов), а также более сложные по строению индулины и нигрозины. Химическая структура этих красителей была выяснена значительно позже, в 20-х годах нашего столетия, благодаря исследованиям Керманна, но сама технология не претерпела существенных изменений со времени первооткрывателей, за исключением некоторых новых красителей, полученных уже 1900-х годах. До настоящего времени многие из этих красителей имеют важное техническое и коммерческое значение. Достаточно сказать, что в США производство только одного нигрозина, применяемого для типографских красок, лент пишущих машин, кремов для обуви и т. д., достигает 4 тыс. т в год. -Строение самого простого сафранинового красителя ярко-красного цвета, сафранина Б, показано формулой.
Этому красителю (1878) предшествовал сафранин Т. Из-за низкой светостойкости эти, как и другие сафранины, не применяются сейчас для окраски тканей, но иногда используются для крашения бумаги.
К технически важным азиновым красителям более сложного (строение многих окончательно не установлено) состава относятся индулины и нигрозины, модификацией которых получают красители, пригодные для крашения тканей, дерева, производства чернил, лаков, кремов и др.
К диазинам относится также группа черных анилиновых красителей, получаемых непосредственно на субстрате (хлопок, мех) окислением различных анилинов бихроматом, хлоратом или перекисью водорода. Такова вкратце химия диазиновых красителей.
Фуксин и трефенилметановые красители. В исторический год открытия мовеина Танансоном, а затем и другими химиками был синтезирован фуксин. Он появился на рынке в 1859 г. под названием маджента - в память о победе французов над австрийцами в битве при Мадженте.
Фуксин является представителем большой группы трифенилметановых красителей, среди которых существуют кислотные, основные, протравные пигменты и красители для растворителей. Их отличает чистота и яркость окрасок, хотя прочность, в том числе светостойкость, часто оставляют желать лучшего. Строение трифенилметановых красителей отвечает общей формуле, где в зависимости от заместителей (количество и положение амино- и оксигрупп) намечается три ряда красителей, охватывающих почти всю цветовую гамму:
а) ряд фиолетового Дейбнера: Х=Н, У=МН 2 , y"=NH 2 , Z=H; малахитовый зеленый: Х=Н, У=М(СН 3) 2 , У"=М(СН 3) 2 . Z=H;
б) ряд фуксина: Х=У=МН 2 , y=NH 2 , Z=H, CH 3 ;
в) ряд аурина (розоловая кислота): Х=У=ОН| У"=0, Z=H.
Из этих трех красители ряда фуксина были получены значительно раньше остальных. Первый представитель ряда фиолетового Дейбнера, малахитовый зеленый, был открыт О. Фишером только в 1877 г. Сам фуксин, учитывая способ его получения (совместное окисление анилина и толуидинов), представляет собой смесь соединений, глазными компонентами которой являются парарозанилип (Z=H) и розанилин (Z=CH 3). Специальным синтезом эти компоненты могут быть получены в чистом виде.
Во всех трифенилметановых красителях хромофором является паpa-хиноидное бензольное ядро, обведенное в формуле пунктиром. Красители первых двух рядов по способу применения являются основными, последнего ряда - протравными.
Дальнейшие исследования в ряду фуксина были направлены на изменение свойств красителей с целью расширения области их применения (получение новых оттенков, возможность окрашивания шерсти). Этого удалось добиться введением алкильных групп по атомам азота (фиолетовый Лаута, кристаллический фиолетовый) и сульфированием. Сульфирование фуксина проводили Гоффманн (1858), Жирар и Де Лер (1861) и Николсон (1862). Первым кислотным красителем этого ряда оказался анилиновый синий (трисульфокислота N, N", N"" - трифенилфуксина). В дальнейшем многие сульфопроизводные были получены и в других рядах, что привело к выпуску кислотных красителей зеленого, синего (в ряду фиолетового Дейбнера) и фиолетового (в ряду фуксина) цветов. При использовании в синтезе трнфенилметановых красителей N-этил-N-бензиланилина были получены ценные кислотные красители фиолетового, синего и зеленого цветов. Светостойкость трифинилметановых красителей может быть улучшена введением в молекулу остатков индола или пиразолона (1932). Известны также красители, содержащие, в отличие от фенильных, другие (например, нафтильные) ароматические остатки. В ряду аурина наибольший интерес представляют красители, содержащие остаток салициловой кислоты. К ним относятся хромоксаны, которые при обработке солями хрома на ткани образуют прочные окраски.
Хинолиновый синий и полиметиновые красители. Хинолиновый синий (цианин Вильямса, 1856) - первый представитель цианиновых красителей, принадлежащих к классу полиметиновых, содержащих этиленовые связи, В 80-х гг. были получены хилолиловый красный (Якобсен, 1882) и этиловый красный (Хоогенфорфф и Ван Доорс, 1883).
Все эти красители, несмотря на яркие окраски, не представляли интереса для кремния из-за низкой светостойкости и неустойчивости к кислотам. Интерес к ним возник значительно позже, когда Фогель обнаружил способность хинолинового синего повышать чувствительность (сенсибилизировать) фотоэмульсии с галогенидом серебра к красно-оранжевым лучам. Далее было установлено, что этиловый красный и панацианол из той же группы цианинов повышают чувствительность бромида серебра в зонах 520-570 нм и 570-660 нм соответственно. Исследования, вызванные опытами Фогеля, продолжали развиваться по мере того, как обнаружилось, что многие другие цианины способны сенсибилизировать фотоэмульсии. Благодаря исследованиям Кёиига, Фишера, Кауфмана, Милса, Хоумера, Брукера, Мана, Ван Дормеля, Ниса, японских авторов Фунзи, Тахакаши, а также работам в последние десятилетия советских химиков Бабичева, Левкоева, Кип-приянова, Свешникова и других химия цианинов получила блестящее развитие как в теоретическом аспекте, так и в практическом. В настоящее время существуют соединения, которые сенсибилизируют ко всем областям спектра, включая инфракрасную область, в результате чего стали возможными цветная фотография и фотография в инфракрасных лучах, что ранее казалось довольно сложной задачей.
В структуре цианинов содержится полиметиновая цепочка, имеющая на концах атомы азота, входящие в одинаковые или разные гетероциклы.
Здесь п=0 или четному числу, пунктиром обозначены гетероциклические кольца. Один из атомов азота несет положительный заряд и является электроноакцепторным. Таким образом, через систему сопряженных двойных связей осуществляется донорно-акцепторное взаимодействие с другим донорным атомом азота.
К полиметиновьш красителям принадлежат мероциа-нины, гемицианины и стириловые красители. С практической стороны интересны астрафлоксин ФФ - гемицианин на основе индола, астразоны, применяемые для крашения ацетатного щелка, и стириловые красители, используемые как дисперсные.
Некоторые цианины обладают антигельминтной активностью, а также бактерицидными и химиотерапевтичее-лк-ми свойствами. Определенные цианины нашли применение в лазерной технике.
Такова коротко история метинозых красителей, которая на этом не кончается, если задуматься о их важной роли в современной технике.
Анилиновый желтый и азокрасители.
Первый азокраситель n-аминоазобензол анилиновый желтый или n-фенилазоаншшн) впервые получен Мене в 1861 г. Но сама реакция диазотировання, благодаря которой стало возможным получение азокрасителей, была открыта в 1858 г. Грисом, которого мы вправе считать великим отцом этого самого обширного класса красителей. Число азокрасителей, зарегистрированных в ColorJndex, составляет свыше 2000, тогда как антрахиноновых не более 600, трифенилметановых 180 и около 120 индигоидных наряду с 350 красителями других классов. Такое весомое представительство обусловлено прежде всего большим разнообразием азокомпонентов - диазотируемых аминов азосоставляющих, прежде всего производных нафталина. Азокрасители с момента их появления всегда являлись технически важными, современными, конкурентоспособными и исключительно многообразными. Среди азокрасителей - кислотные, основные, прямые, протравные красители, красители, образующие окраски на волокне, дисперсные красители, пигменты и красители для растворителей. Хромофором в азокрасителях является азогруппа -N=N-. Многие азокрасители содержат несколько азогрупп (дисазокрасители, трисазокрасители, полиазокрасители). Азокрасители, пожалуй, больше, чем другие, носят порой фантастические названия, что связано часто с рекламными аспектами. Один мой друг и коллега, специалист по синтезу азокрасителей, который, как фокусник, развлекался их. изобретением, рассказывая мне правду и неправду об азокрасителях, часто спрашивал: «Скажи, а тебе не кажется, что эти названия - эриохром, супранол, хлорантин, сириус, хлорамин несут в себе нечто зачаровывающее и заставляют вспоминать о мифах и сказках с гномами и нимфами, которые нам рассказывали в детстве?» У него было достаточно оснований так говорить, поскольку он был хорошим химиком, знающим колористом, отчасти поэтом.
После анилинового желтого был открыт коричневый Бисмарка - первый дисазокраситель (1863), затем хризоидин (1875) анилин – м – фенилендиамин (условное словесное обозначение азокрасителей, в котором стрелка идет в направлении от диазотируемого амина к азосоставляющей), желтый для растворителей 2 и некоторые основные красители. В период 1870-1880 гг. начинается «бум» азокрасителей, на длинном пути развития которых были и неожиданности.
Основные (катионные) азокрасители, хотя и используются достаточно широко, не очень многочисленны; многие из них имеют умеренные показатели прочности. Наряду с ними некоторый интерес представляют азофенилсафранины. Для крашения полиакрилнитроила (ПАН) важную роль играют основные азокрасители типа, содержащие четвертичный атом азота. Наиболее распространенные названия этих красителей: базакрилы, астразоны и максилоны.
С 1875 г. начинают появляться кислотные азокрасители на основе фенолов и нафтолов с карбоксильными или суль-фогруппами.
Один из первых сульфосодержащих азокрасителей, оранжевый 2 (8), был получен в 1876 г., в то же время синтезирован первый водорастворимый дисазокраситель алый Бибриха. Не содержащие сульфогрупп азокрасители на основе фенолов, например суданы, используют как пигменты или как красители для растворителей.
Важнейшими полупродуктами для синтеза кислотных азокрасителей являются нафтиламины, нафтолы, сульфированные аминонафтолы, среди которых наибольшее значение имеют хромотроповая кислота и аш-кислота. На основе этих кислот получают большое количество технически важных дисазокрасителей. В качестве примера приведем строение сине-черного красителя на основе аш-кислоты.
С открытием тартразина азокрасители пополнились группой азо-пиразолоновых красителей, которые выпускались в разных странах под названиями супранолы, супрамины, поляры, розантрены и др.
С 1880 г. появились протравные азокрасители, которые являются комплексными солями (лаками) исходных кислотных красителей. Обычно в качестве протрав употребляют соли хрома, реже меда, алюминия, никеля, кобальта. Протравные красители довольно многочисленны, их технология постоянно развивалась, они и сегодня играют важную роль в крашении тканей.
Первые протравные азокрасители были получены в 1878 г. на основе салициловой кислоты. В 90-х годах появились протравные красители, содержащие оксигруппу в opтo-положении к азогруппе, среди которых наиболее интересны О, О"-диоксиазокрасители. Затем появились уже содержащие металл протравные красители (неоланы, палатины), что избавляло красильщиков от необходимости протравливать ткань. Крашение ими проводят как обычными кислотными красителями. Позднее, в 1919 г. фирмой «Циба» были выпущены металлкомплексные азокрасители 1:1, а в 1951 г. - металлкомплексы 1:2 (фирма «Гейги»), которые дают особенно ровные и прочные окраски. Строение этихкрасителей в общем виде показано формулами.
В 1884 г. Беттигер обнаружил, что натриевая соль конго красного непосредственно окрашивает хлопок из водно-солевого раствора. Такими же свойствами обладали и многие другие красители на основе бензидина. Так были открыты прямые красители (субстантивные) и начаты интенсивные исследования в этой области.
Дальнейшие работы привели к появлению красителей на основе И-кислоты (16, звездочкой на рисунке показано положение вступающей азогруппы), производных стильбена и др.
С 1870 по 1890 г. были получены нерастворимые в воде азокрасители (пигменты, азоидные красители типа анилин - (в-нафтол (Трипке, 1877). Последующее открытие пара красного стало началом более широкого применения азокрасителей, образующих окраски прямо на волокне (пропитка хлопка щелочным раствором нафтола с последующей обработкой раствором диазотированного амина). В дальнейшем группа проявляемых на волокне красителей пополнилась желтыми пигментами на основе ацетоацетарилидов, способных к сочетанию по метиленовой группе (Ar-NH- СО-СН 2 -СО-СН 3), а также арилидов 2-окси-З-нафтойной кислоты. Все эти азосоставляющие для образования красителей на волокне выпускаются под общим (неправильным) названием нафтолы.
Проявляемые на волокне азокрасители находят широкое применение для печати узорчатых расцветок. Для облегчения применения этих красителей химики разработали более удобные формы, в том числе стабильные диазотированные амины (диазоли, диазотаты, диазомины, диазосульфонаты), а также полные красочные составы, содержащие обе компоненты азосочетания, которые вступают в реакцию при соответствующей обработке на волокне (рапиды, рапидогены, рапидозолы).
В заключении этого раздела нельзя не отметить еще раз огромного технического значения азокрасителей и связанного с этим высокого уровня их технологии, которая прошла путь от деревянных чанов с ручным перемешиванием до непрерывных, современных технологических схем с автоматизированным управлением.
2.2 Классификация
Общепринято классифицировать красители по химическому признаку, т.е. по общности хлороформовых систем, что удобно для тех, кто их производит и изучает, или по области их применения. Источником для получения натуральных пищевых красителей служит в большинстве случаев растительное сырьё. В нашей стране получение натуральных пищевых красителей из разнообразного растительного сырья содержащего пигменты цвет которых обусловлен такими химическими соединениями как антоцианы, каратиноиды, хлорофил и т.п. Чтобы расширить производство и увеличить выработку красителей красного пищевого концентрированного из выжимок тёмных сортов винограда, черносмородинного и черноплоднорябинного и красителей, полученных на основе нестандартного чайного сырья. Технология изготовления первых трёх указанных красителей освоена промышленностью. Краситель красный пищевой вырабатывается из выжимок тёмных сортов винограда. Качество свекольно-чайного красителя так же даёт основание сделать вывод о его перспективности. Он более стоек в отношение влияния реакции среды по сравнению с другими антоциановыми красителями и при герметической упаковке стоек в хранение. Представляет собой тонкий порошок, содержит небольшое количество влаги и его легко транспортировать к местам потребления. Может использоваться в различных отраслях пищевой промышленности для окрашивания продуктов. Технология получения красителя из ягод вороники разработана в основном в лабораторных условиях. Качество красителя позволяет использовать его для окраски кондитерских изделий и других пищевых продуктов с кислой средой. При условии организации сбора дикорастущих ягод вороники возможность внедрения технологии изготовления красителя в промышленность не вызывает сомнений.
2.3. Характеристики отдельных красителей и их использование
Натуральные пищевые красители должны удовлетворять следующим основным требованиям.
1. Важнейший из них – это абсолютная безвредность красителей, предназначенных для окрашивания пищевых продуктов. Поэтому натуральные пищевые красители должны изготавливаться из растительного сырья разрешенного органами здравоохранения для получения из него безвредных красящих веществ. В составе натуральных пищевых красителей кроме безвредных красящих пигментов присутствуют ценные биологически активные компоненты – витамины углеводы, минеральные соли.
2. Натуральные пищевые красители должны быть устойчивы к t воздействиям. При нагревании до 1000-105 o C основные свойства не должны изменяться. Обычно устойчивость натуральных пищевых красителей определяется нагреванием их растворов до кипения и кипячением в течение 5 мин.
3. Натуральные пищевые красители должны обладать хорошей красящей способностью. Окрашиваем ими пищевые изделия должны иметь интенсивные, ясно выраженные цвета соответствующих тонов.
4. Натуральные пищевые красители не должны иметь неприятных постоянных вкуса и запаха. Обычно этим красителям свойственны вкус и запах соответствующие вкусовым особенностям растительного сырья из которого они получены. Вкус большинства натуральных пищевых красителей, основу красящих веществ которых составляют антоцианы, кислый, т.к. при их изготовлении используются пищевые кислоты. Наличие горького вкуса в красителях не допускается.
5. Натуральные пищевые красители могут вырабатываться как в жидком концентрированном так и в сухом порошкообразном виде
6. цвет окрашенных натуральных красителей пищевых продуктов должен быть стойким и не изменяться при хранение их в течении гарантийного срока.
Как показали опыты введение перечисленных добавок в первичный экстракт способствует увеличению содержание красящих веществ в концентрированном красителе. Лучшие результаты получили при добавление в первичный экстракт 1,5-2% патоки. В этом случае почти не наблюдалось выпадения осадка в процессе концентрирования экстракта, увеличилось содержание энила в энокрасителе, что позволило значительно снизить кратность выпаривания первичного экстракта.
По органолептическим показаниям энокраситель должен удовлетворять следующим требованиям: по внешнему виду – это жидкость интенсивно окрашенная темно-гранатового цвета. Не допускается наличие осадка и мути. Вкус красителя характерный, кислый. Запах слабо выраженный винный.
2.4 Санитарные требования использования красителей
В кондитерской промышленности проведены многочисленные опыты по изучению свойств энокрасителя, разработка способов окрашивания и окраске им различных видов кондитерских изделий. Испытывали разные партии энокрасителя, изготовленные в производственных условиях. Использование дорогостоящих и дефицитных пищевых кислот и растворителя которые к тому же частично теряются в процессе извлечения красящих веществ из выжимок винограда. Экстракты, приготовленные на водных растворах органических кислот нестойки к действию микроорганизмов.
В опытах по окрашиванию изделий вручную отвешивали порцию свежеприготовленной горячей карамельной массы в количестве 20 кг. в которую добавляли энокраситель. В зависимости от сорта изделий карамельную массу окрашивали либо в сочетании с тартразином и индикаторами с целью получения различных оттенков окрашиваемой продукции. Окраска всех изготовленных образцов карамели равномерная. Вкус изделий ясно выраженный, соответствующий данному сорту, без постороннего вкуса и запаха. Использование энокрасителя в производстве карамели не вызывает затруднений.
В производственных условиях окрашивали энокрасителем такие виды кондитерских изделий как желейный, апельсиновый, вишневый, в форме ягод и т.д. при окрашивание мармеладовых изделий энокраситель добавляли в приготовленную мармеладовую массу перед её разливом. Приготовленную яблочную мармеладную массу из вакуум-аппарата выгружали в бункер разливочного механизма формирующего агрегата и вводили необходимое по рецепту количество кислоты, вкусовых веществ и энокраситель.
Активные красители. По определению Риса и Цоллингера (1975), активные красители представляют собой окрашенные соединения, содержащие группу, способную к образованию ковалентной (химической) связи с ОН-, NН 2 или SH – группами волокна (субстрата). Образование такой связи обусловливает очень высокие прочности активных красителей к так называемым мокрым обработкам (стирка, пот, кипячение и др.) Эти красители появились на мировом рынке в конце 50-х годов, хотя еще в 1895г. Гросс и Бивен, обрабатывая целлюлозу хлористым бензолом, получили бензоилцеллюлозу и тем самым доказали реакционноспособность целлюлозных ОН-групп. Казалось, что до активных красителей рукой подать. Однако вплоть до 50-х годов никто не догадывался использовать реакцию, для получения высокопрочных окрасок. Более того, некоторые красители, полученные еще в 20-х годах, содержат активный атом хлора, способный к нуклеофильной замене остатком целлюлозы, но они использовались как обычные красители. Первые активные красители на основе 2, 4, 6 – трихлориазина были получены Ралти и Стефеном и выпущены на рынок фирмой Ай-Си-Ай в 1956г. под названием приционы. Они предназначались для крашения хлопка. Это было рождением нового технического направления. Красители вызвали большой интерес и пользовались успехом. Все ведущие анилино-красочные фирмы включались в поиск и производство активных красителей – гонку, которую можно сравнить с временами золотой лихорадки в Калифорнии и на Аляске. «Циба» выпустила цибакроны, в 1958г. фирам «Хехст» - ремазоли, в то же время фирма Ай-Си-Ай произвела новую группу активных красителей – проционы-аш. Затем последовали реактоны и дремарены (1959), левафиксы Е, элизианы, реакна и т.д. Вслед за красителями для хлопка были выпущены активные красители для шерсти и полиамида – проциланы, дремарены (1970) и др.
По характеру взаимодействия с субстратом активные красители можно разделить на две группы: с первыми субстрат взаимодействует путем нуклеофильного замещения, со вторым путем нуклеофильного присоединения. К первому типу относятся проционовые красители (45), ко второму типу принадлежат ремазоли, которые образуют в условиях крашения винильную группу, присоединяющую по двойной связи ионизиролванный целлюлозный остаток (Цел –О -). В случае шерсти нуклеофильная реакция происходит за счет концевых NH 2 – групп белкового полимера, и краситель связывается с субстратом через NH – мостик.
В настоящее врем известны разнообразные реакционные группы, используемые в активных красителях, в том числе содержащие подвижный атом галогена в алифатической части, например COCH 2 Hal. В свою очередь, окрашеная часть может принадлежать красителю любого класса: азокрасителю, в том числе металлосодержащему, антрахиноновому, фталоцианиновому и т.д.
III. Заключение
Итак при раскрытии вопроса я открыла для себя целую серию класс красителя. Их использование узнала много нового об органических красителях в обычных книгах мало что пишут об этом. Химические красители как кубовые активные, дисперсные претерпели огромную как химическую, так и технологическую эволюцию. Проблема изыскания, подбора и организации производства натуральных пищевых красителей для окрашивания разнообразных продуктов питания в настоящее время весьма актуальна.
1. Андросов. В.Ф., Голомб А.М. Синтетические красители в текстильной промышленности. М., лёгкая промышленность, 1968.
2. Винюкова Г.М. Химия красителей. М., Химия 1979.
3. Ворожцова Н.Н. Основы химии промежуточных продуктов и красителей Л., Госхимиздат 1955.
4. Венкатараман К. Химия синтетических красителей Т. 1-6. Л., 1956.
5. Коган И.М. Химия красителей. Изд. 3-е М. Государственное научно-техническое издательство химической литературы 1956.
6. Лантев Н.Г. Богословский Б.М. химия красителей. Изд. 2-е М., Химия, 1970
7. Степанов Б.И. Введение в химию и технологию органических красителей. М., Химия 1977.
8. Чекалин М.А., Пассет Б.В., Иоффе Б.А. Технология органических красителей и промежуточных продуктов Л., Химия, 1972.
