Pigmentdefinitie en chemie

Een pigment is een stof die een bepaalde kleur vertoont omdat het selectief absorbeert golflengte van licht. Hoewel veel materialen deze eigenschap bezitten, zijn pigmenten met praktische toepassingen stabiel bij normale temperaturen en hebben ze een hoge kleursterkte, zodat slechts een kleine hoeveelheid nodig is om de kleur te zien wanneer deze op objecten wordt gebruikt of met een drager wordt gemengd. Pigmenten die vervagen of anders zwart worden na verloop van tijd of bij langdurige blootstelling aan licht worden genoemd vluchtige pigmenten.

De vroegste pigmenten waren afkomstig van natuurlijke bronnen, zoals houtskool en gemalen mineralen. Paleolithische en neolithische grotschilderingen duiden op roetzwart, rode oker (ijzeroxide, Fe₂O₃) en gele oker (gehydrateerd ijzeroxide, Fe₂O₃· H₂O) waren bekend bij de prehistorische mens. Synthetische pigmenten werden al in B.C.E. in gebruik genomen 2000. Wit lood werd gemaakt door lood en azijn te mengen in aanwezigheid van kooldioxide. Egyptisch blauw (calciumkoper-silicaat) kwam uit glas gekleurd met malachiet of een ander kopererts. Naarmate er meer en meer pigmenten werden ontwikkeld, werd het onmogelijk om hun samenstelling bij te houden.

In de 20e eeuw ontwikkelde de Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO) normen voor kenmerken en testen van pigmenten. De Color Index International (CII) is een gepubliceerde standaardindex die elk pigment identificeert op basis van zijn chemische samenstelling. Meer dan 27.000 pigmenten zijn geïndexeerd in het CII-schema.

Een pigment is een stof die droog is of anders onoplosbaar in zijn vloeibare drager. Een pigment in vloeibare vormen een schorsing. Een kleurstof daarentegen is een vloeibare kleurstof of lost anders op in een vloeistof om een ​​oplossing te vormen. Soms kan een oplosbare kleurstof worden neergeslagen in een metaalzoutpigment. Een pigment dat op deze manier van een kleurstof is gemaakt, wordt a genoemd meer pigment (bijvoorbeeld aluminium meer, indigo meer).

Zowel pigmenten als kleurstoffen absorberen licht om een ​​bepaalde kleur te krijgen. Luminescentie daarentegen is een proces waarbij een materiaal licht uitzendt. voorbeelden van luminescentie omvatten fosforescentie, fluorescentie, chemiluminescentie en bioluminescentie.

In de biologie wordt de term "pigment" enigszins anders gedefinieerd, waarbij een pigment verwijst naar elk gekleurd molecuul dat in een cel wordt gevonden, ongeacht of het al dan niet oplosbaar is. Dus, hoewel hemoglobine, chlorofyl, melanine en bilirubine (als voorbeelden) passen niet in de enge definitie van pigment in de wetenschap, het zijn biologische pigmenten.

In dierlijke en plantencellen komt ook structurele kleur voor. Een voorbeeld is te zien in vlindervleugels of pauwenveren. Pigmenten hebben dezelfde kleur, ongeacht hoe ze worden bekeken, terwijl de structurele kleur afhankelijk is van de kijkhoek. Terwijl pigmenten worden gekleurd door selectieve absorptie, ontstaat structurele kleur door selectieve reflectie.

Pigmenten absorberen selectief golflengten van licht. Wanneer wit licht een pigmentmolecuul treft, zijn er verschillende processen die tot absorptie kunnen leiden. Geconjugeerde systemen met dubbele bindingen absorberen licht in sommige organische pigmenten. Anorganische pigmenten kunnen licht absorberen door elektronenoverdracht. Vermilion absorbeert bijvoorbeeld licht en brengt een elektron over van het zwavelanion (S^2-) naar een metaalkation (Hg²⁺). De ladingsoverdrachtscomplexen verwijderen de meeste kleuren wit licht, reflecteren of verstrooien de rest om als een bepaalde kleur te verschijnen. Pigmenten absorberen of trekken golflengten af ​​en voegen daaraan niet toe zoals luminescerende materialen.

De spectrum van het invallende licht beïnvloedt het uiterlijk van een pigment. Dus, bijvoorbeeld, zal een pigment onder zonlicht niet helemaal dezelfde kleur hebben als onder fluorescente verlichting, omdat een ander bereik van golflengten overblijft om te worden gereflecteerd of verstrooid. Wanneer de kleur van een pigment wordt weergegeven, moet de laboratoriumlichtkleur worden gebruikt die voor de meting is gebruikt. Gewoonlijk is dit 6500 K (D65), wat overeenkomt met de kleurtemperatuur van zonlicht.

De tint, verzadiging en andere eigenschappen van een pigment zijn afhankelijk van andere verbindingen die het in producten vergezellen, zoals bindmiddelen of vulstoffen. Als u bijvoorbeeld een kleur verf koopt, zal deze er anders uitzien, afhankelijk van de formulering van het mengsel. Een pigment zal er anders uitzien, afhankelijk van of het uiteindelijke oppervlak glanzend, mat, etc. is De toxiciteit en stabiliteit van een pigment worden ook beïnvloed door andere chemicaliën in een pigmentsuspensie. Dit is een punt van zorg voor tattoo-inkten en hun dragers, onder andere toepassingen. Veel pigmenten zijn zeer giftig op zichzelf (bijvoorbeeld loodwit, chroomgroen, molybdaatoranje, antimoonwit).

Pigmenten kunnen worden ingedeeld naargelang ze organisch of anorganisch zijn. Anorganische pigmenten kunnen al dan niet op metaal zijn gebaseerd. Hier is een lijst met enkele belangrijke pigmenten:

• Cadmiumpigmenten: cadmiumrood, cadmiumgeel, cadmiumoranje, cadmiumgroen, cadmiumsulfoselenide
• Chroompigmenten: chroomgeel, viridiaan (chroomgroen)
• Kobaltpigmenten: kobaltblauw, kobaltviolet, ceruleanblauw, aureoline (kobaltgeel)
• Koperpigmenten: azuriet, Egyptisch blauw, malachiet, Parijs groen, Han paars, Han blauw, verdigris, ftalocyanine groen G, ftalocyanine blauw BN
• IJzeroxide pigmenten: rode oker, Venetiaans rood, Pruisisch blauw, optimistisch, caput mortuum, oxide rood
• Loodpigmenten: rood lood, loodwit, cremnitz wit, Napelsgeel, lood-tin geel
• Mangaanpigment: mangaanviolet
• Kwikpigment: vermiljoen
• Titaniumpigmenten: titaniumwit, titaniumzwart, titaniumgeel, titaniumbeige
• Zinkpigmenten: zinkwit, zinkferriet

• Koolstofpigmenten: roetzwart, ivoorzwart
• Kleigronden (ijzeroxiden)
• Ultramarijnpigmenten (lapis lazuli): ultramarijn, ultramarijngroen

• Biologische pigmenten: alizarine, alizarin karmozijn, gamboge, cochenille rood, meekrap, indigo, indisch geel, Tyrisch paars
• Niet-biologische organische pigmenten: quinacridon, magenta, diarylidegeel, ftaloblauw, ftalagroen, rood 170