КРАСИ́ТЕЛИ СИНТЕТИ́ЧЕСКИЕ
-
Рубрика: Химия
-
Скопировать библиографическую ссылку:
КРАСИ́ТЕЛИ СИНТЕТИ́ЧЕСКИЕ, получаемые методом органич. синтеза вещества, способные сорбироваться на разл. субстраты (текстильные материалы, бумагу, древесину, кожу, мех, резину, пластмассы и др.) и обеспечивать при относительно небольшом содержании устойчивые окраски. В осн. представляют собой окрашенные соединения. Однако иногда используют бесцветные соединения, из которых краситель образуется после нанесения на окрашиваемый материал и окислительной обработки. В отеч. технич. литературе и в повседневной практике «красителями» иногда называют также пигменты и оптич. отбеливатели. Цвет красителей обусловлен наличием в их молекулах хромофорных структурных фрагментов (системы сопряжённых кратных связей, электронодонорных и электроноакцепторных заместителей; см. в ст. Цветность органических соединений). При крашении К. с. должны образовывать ровные окраски нужного оттенка и интенсивности, устойчивые к нагреванию, трению, действию света, воды и др. внешним воздействиям.
Применение К. с. началось с открытия в 1856 англ. химиком У. Перкином (старшим) мовеина (пром. произ-во мовеина начато в 1857). Создание новых К. с. было результатом исследования природных соединений, выяснения их строения и разработки методов искусств. получения этих соединений и их производных в лаборатории. Синтез ализарина в 1869 положил начало произ-ву антрахиноновых красителей, синтез индиго в 1880 – индигоидных красителей. После открытия реакции диазотирования и азосочетания впервые получили К. с., не имеющие природных аналогов, – азокрасители. Произ-во К. с. развивалось в тесной взаимосвязи с развитием органич. химии. Пром. произ-во сернистых красителей организовано в 1893, полиметиновых красителей – в 1903, фталоцианиновых красителей – в 1936. Активные красители известны с 1954. До 1-й мировой войны гл. производителем К. с. была Германия, затем произ-во К. с. появилось также в Великобритании, Франции, Швейцарии, СССР и др. странах. После 2-й мировой войны крупнейшим производителем К. с. стали США. В кон. 20 в. экологич. и экономич. проблемы в высокоразвитых странах и возросший науч. и технич. потенциал стран Юго-Вост. Азии привели к перемещению произ-ва К. с. в Китай, Индию, Корею, Тайвань и Индонезию.
Мировой ассортимент К. с. составляет более 7 тыс. наименований. Существует две классификации К. с.: химическая (по структуре их молекул) и техническая (по назначению и способу применения). В основе химич. классификации лежит общность хромофорной системы красителя. Важнейшими химич. классами К. с. являются азокрасители, антрахиноновые красители, фталоцианиновые красители, полиметиновые красители, арилметановые красители, тиазиновые красители, нитрокрасители, нитрозокрасители, формазаны, индигоидные красители, диазиновые красители, азометиновые красители, акридиновые красители, ксантеновые красители, оксазиновые красители, периноновые красители, хинониминовые красители. К. с. др. химич. классов представлены отд. марками или используются в малом объёме (красители узкоспециального назначения).
По технич. классификации выделяют группу водорастворимых К. с. – активные красители, кислотные красители, основные красители, протравные красители, прямые красители; группу нерастворимых в воде К. с. – дисперсные красители, сернистые красители, кубовые красители. Произ-во активных красителей развивается самыми быстрыми темпами; этот класс красителей вытесняет др. классы красителей, используемых для крашения целлюлозных волокон, т. к. активные красители обеспечивают наиболее яркие устойчивые окраски при относительно простой технологии применения и приемлемой стоимости. Самый большой технич. класс К. с. по числу марок – кислотные красители; предназначены для крашения белковых и полиамидных материалов. Оснóвные красители используются гл. обр. для окрашивания бумаги, в произ-ве карандашей, чернил, парфюмерных материалов – т. е. в тех областях, где нужна яркая окраска без высоких требований к прочности. Протравные красители используют в осн. для крашения шерсти в чёрный и др. тёмные цвета; протравные красители обеспечивают высокопрочные окраски. Прямые красители предназначены для крашения целлюлозных текстильных и нетекстильных материалов, просты в применении, экономичны, могут давать устойчивые окраски после обработки закрепителями. Сернистые и кубовые красители также предназначены для крашения целлюлозных текстильных материалов. Дисперсные красители используются для крашения ацетатных и синтетических (полиэфирных, полиамидных и др.) волокон; важнейшим является ассортимент дисперсных красителей для полиэфирных волокон (красители этого назначения обеспечивают яркие окраски при высокой красящей способности и устойчивости к свету и сублимации).
К. с., нерастворимые в воде, но растворимые в органич. средах, подразделяют на жирорастворимые (простейшие азокрасители и некоторые антрахиноновые К. с.), предназначенные для окрашивания бензина, масел, пластмассы, дымов, лаков и др.; спирторастворимые (металлсодержащие азокрасители и органич. соли оснóвных красителей с прямыми и кислотными красителями), предназначенные для окрашивания лаков и пластмасс и обеспечивающие более устойчивые окраски, чем жирорастворимые; ацетонорастворимые К. с. (металлсодержащие азокрасители), предназначенные для крашения некоторых химич. волокон в массе, произ-ва высококачественных лаков, покрывных красок для кожи и имеющие высокие показатели по устойчивости окрасок. Полимерорастворимые К. с. (азокрасители и антрахиноновые красители) предназначены для крашения в массе полиамидных волокон (капрозоли) и полиэфирных волокон; выдерживают высокотемпературную технологию крашения и дают устойчивые окраски.
Азокрасители доминируют в общем объёме произ-ва, представлены во всех технич. классах красителей (за исключением кубовых и сернистых), обеспечивают окраски всех цветов (от жёлтого до чёрного) с хорошими показателями по устойчивости; как правило, азокрасители экономичнее др. К. с. Антрахиноновые красители представлены во всех технич. классах; особенно важна их роль в классе кислотных и активных красителей – обеспечивают яркие фиолетовые, синие и зелёные окраски. Арилметановые красители представлены в классе оснóвных и кислотных красителей; имеют низкую светостойкость, но сохраняют своё значение благодаря яркости и высокой красящей способности. Многообразны по химич. структуре полиметиновые красители; наибольшее практич. значение имеют оснóвные, дисперсные красители и красители для кино-, фотоматериалов, которые характеризуются яркими окрасками. Фталоцианиновые красители представлены в ассортименте гл. обр. прямых и активных красителей; обеспечивают чистые высокопрочные бирюзовые окраски, которые невозможно получить при использовании К. с. других химич. групп.
К. с. получают в результате проведения многостадийного химич. синтеза. Сырьё для произ-ва К. с. – продукты угле- и нефтепереработки. Более 70% от общего объёма мирового произ-ва К. с. потребляют текстильная и лёгкая отрасли пром-сти. К. с. применяют также в химии, медицине, биохимич. исследованиях, жидкостных лазерах, произ-ве кино- и фотоматериалов, чернил, карандашей, красок и др. Мировое потребление К. с. – ок. 940 тыс. т/год (2003).