Красители синтетические

КРАСИТЕЛИ СИНТЕТИЧЕСКИЕ, получаемые методом органического синтеза вещества, способные сорбироваться на различные субстраты (текстильные материалы, бумагу, древесину, кожу, мех, резину, пластмассы и др.) и обеспечивать при относительно небольшом содержании устойчивые окраски. В основном представляют собой окрашенные соединения. Однако иногда используют бесцветные соединения, из которых краситель образуется после нанесения на окрашиваемый материал и окислительной обработки. В отечественной технической литературе и в повседневной практике «красителями» иногда называют также пигменты и оптические отбеливатели. Цвет красителей обусловлен наличием в их молекулах хромофорных структурных фрагментов (системы сопряжённых кратных связей, электронодонорных и электроноакцепторных заместителей; смотри в статье Цветность органических соединений). При крашении красители синтетические должны образовывать ровные окраски нужного оттенка и интенсивности, устойчивые к нагреванию, трению, действию света, воды и другим внешним воздействиям.

Реклама

Применение красителей синтетических началось с открытия в 1856 году английским химиком У. Перкином (старшим) мовеина (промышленное производство мовеина начато в 1857). Создание новых красителей синтетических было результатом исследования природных соединений, выяснения их строения и разработки методов искусственного получения этих соединений и их производных в лаборатории. Синтез ализарина в 1869 положил начало производству антрахиноновых красителей, синтез индиго в 1880 - индигоидных красителей. После открытия реакции диазотирования и азосочетания впервые получили красители синтетические, не имеющие природных аналогов, - азокрасители. Производство красителей синтетических развивалось в тесной взаимосвязи с развитием органической химии. Промышленное производство сернистых красителей организовано в 1893, полиметиновых красителей - в 1903, фталоцианиновых красителей - в 1936. Активные красители известны с 1954. До 1-й мировой войны главным производителем красителей синтетических была Германия, затем производство красителей синтетических появилось также в Великобритании, Франции, Швейцарии, СССР и других странах. После 2-й мировой войны крупнейшим производителем красителей синтетических стали США. В конце 20 века экологические и экономические проблемы в высокоразвитых странах и возросший научный и технический потенциал стран Юго-Восточной Азии привели к перемещению производства красителей синтетических в Китай, Индию, Корею, Тайвань и Индонезию.

Мировой ассортимент красителей синтетических составляет более 7 тысяч наименований. Существует две классификации красителей синтетических: химическая (по структуре их молекул) и техническая (по назначению и способу применения). В основе химической классификации лежит общность хромофорной системы красителя. Важнейшими химическими классами красителей синтетических 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. Красители синтетические других химических классов представлены отдельными марками или используются в малом объёме (красители узкоспециального назначения).

По технической классификации выделяют группу водорастворимых красителей синтетических - активные красители, кислотные красители, основные красители, протравные красители, прямые красители; группу нерастворимых в воде красителей синтетических - дисперсные красители, сернистые красители, кубовые красители. Производство активных красителей развивается самыми быстрыми темпами; этот класс красителей вытесняет другие классы красителей, используемых для крашения целлюлозных волокон, так как активные красители обеспечивают наиболее яркие устойчивые окраски при относительно простой технологии применения и приемлемой стоимости. Самый большой технический класс красителей синтетических по числу марок - кислотные красители; предназначены для крашения белковых и полиамидных материалов. Основные красители используются главным образом для окрашивания бумаги, в производстве карандашей, чернил, парфюмерных материалов - то есть в тех областях, где нужна яркая окраска без высоких требований к прочности. Протравные красители используют в основном для крашения шерсти в чёрный и другие 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).

Красители синтетические, нерастворимые в воде, но растворимые в органических средах, подразделяют на жирорастворимые (простейшие азокрасители и некоторые антрахиноновые красители синтетические), предназначенные для окрашивания бензина, масел, пластмассы, дымов, лаков и др.; спирторастворимые (металлсодержащие азокрасители и органические соли основных красителей с прямыми и кислотными красителями), предназначенные для окрашивания лаков и пластмасс и обеспечивающие более устойчивые окраски, чем жирорастворимые; ацетонорастворимые красители синтетические (металлсодержащие азокрасители), предназначенные для крашения некоторых химических волокон в массе, производства высококачественных лаков, покрывных красок для кожи и имеющие высокие показатели по устойчивости окрасок. Полимерорастворимые красители синтетические (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 производства, представлены во всех технических классах красителей (за исключением кубовых и сернистых), обеспечивают окраски всех цветов (от жёлтого до чёрного) с хорошими показателями по устойчивости; как правило, азокрасители экономичнее других красителей синтетических. Антрахиноновые красители представлены во всех технических классах; особенно важна их роль в классе кислотных и активных красителей - обеспечивают яркие фиолетовые, синие и зелёные окраски. Арилметановые красители представлены в классе основных и кислотных красителей; имеют низкую светостойкость, но сохраняют своё значение благодаря яркости и высокой красящей способности. Многообразны по химической структуре полиметиновые красители; наибольшее практическое значение имеют основные, дисперсные красители и красители для кино-, фотоматериалов, которые характеризуются яркими окрасками. Фталоцианиновые красители представлены в ассортименте главным образом прямых и активных красителей; обеспечивают чистые высокопрочные бирюзовые окраски, которые невозможно получить при использовании красителей синтетических других химических групп.

Красители синтетические получают в результате проведения многостадийного химического синтеза. Сырьё для производства красителей синтетических - продукты угле- и нефтепереработки. Более 70% от общего объёма мирового производства красителей синтетических потребляют текстильная и лёгкая отрасли промышленности. Красители синтетические применяют также в химии, медицине, биохимических исследованиях, жидкостных лазерах, производстве кино- и фотоматериалов, чернил, карандашей, красок и др. Мировое потребление красителей синтетических - около 940 тысяч т/год (2003).

Лит.: Степанов Б. И. Введение в химию и технологию органических красителей. 3-е изд. М., 1984; Colorants and auxiliaries: organic chemistry and application properties / Ed. J. Shore. Bradford, 2002. Vol. 1-2.

В. В. Карпов.