Pigmenty nieorganiczne to grupa pigmentów stosowana znacznie częściej niż związki organiczne. Mimo że bywają mniej odporne na światło, temperaturę lub chemikalia, cieszą się dużym powodzeniem ponieważ łatwiej je uzyskać i są niedrogie.
Fot. Wikimedia Commons
Właściwości
Nieorganiczne pigmenty to zwykle stosunkowo proste związki – tlenki, siarczki, chromiany. Z tego też względu są bardziej podatne na „atak” ze strony innych chemikaliów obecnych w środowisku. Zgodnie z wynikami badań przeprowadzonych w instytucie Spektrochem są również mniej odporne na światło – szybciej się utleniają i zmieniają kolor. Równocześnie jednak mają bardzo dobrą siłę krycia. A ponieważ są z reguły szeroko dostępne w postaci minerałów lub można je w prosty sposób uzyskać w wersji syntetycznej, ich cena nie jest wysoka. Dlatego też chętnie wykorzystywane są przez producentów farb i lakierów.
Od wszystkich reguł są wyjątki, właściwości poszczególnych pigmentów powinniśmy więc rozpatrywać osobno. Na przykład nieorganiczna zieleń chromowa wykazuje dobrą odporność na chemikalia, znosi nawet temperatury do 1100°C, a prócz tego jest odporna na światło i warunki atmosferyczne. Za tak doskonałe właściwości trzeba jednak sporo zapłacić.
W zależności od sposobu otrzymania i spoiwa w jakim zostały użyte, a także od napełniaczy, które im towarzyszą w wyrobie malarskim, wysoką odpornością na światło oraz dobrą siłą krycia mogą się również poszczycić pigmenty żelazowe (czerwień żelazowa, błękit żelazowy, żółcień żelazowa). Tu jednak z kolei płaci się niską odpornością na kwasy i zasady – te same czynniki, które nadają tym pigmentom światłoodporność, obniżają niestety ich odporność chemiczną.
Przykłady
Biel tytanowa. Fot. Wikimedia Commons
Bardzo popularnym pigmentem z rodziny nieorganicznych jest TiO2 – biel tytanowa. Doskonale kryje i ma wysoką odporność chemiczną, dlatego szybko zdominowała inne rodzaje białych pigmentów (biel cynkową, ołowianą i litopon) o gorszych właściwościach lub większej toksyczności.
Do związków nieorganicznych należy też cały szereg pigmentów we wszystkich barwach tęczy, np. żółcie kadmowa, chromowa, żelazowa i cynkowa, czerwień kadmowa i żelazowa, glejta (żółty lub czerwony tlenek ołowiu), pomarańczowoczerwona minia ołowiana (dawniej stosowana jako pigment antykorozyjny), brunatna umbra, niebieska ultramaryna, błękit pruski oraz pigmenty naturalne, takie jak cynober i ochra.
W tej grupie znajdują się też pigmenty oferujące specjalne efekty optyczne – tzw. lustrzane, wśród których wyróżniamy metaliczne, perłowe i interferencyjne.
Pigmenty metaliczne to drobiny metali, najczęściej aluminium, w postaci łusek. Od rozmiaru tych łusek zależy ostateczny efekt wizualny. Powstają one przez rozdrabnianie aluminium, cyny, miedzi i innych nieżelazowych stopów lub przez kondensację par metali w warunkach uniemożliwiających koalescencję.
Natomiast pigmenty perłowe, których podgrupą są pigmenty interferencyjne, to cząstki miki pokryte tlenkami. Ich efekt polega na kombinacji załamania, odbicia i przepuszczenia światła. Ten rodzaj pigmentów wykorzystuje się często w przypadku lakierów samochodowych, farb do metalu oraz powłok na szkło i ceramikę.
Jeszcze inna grupa pigmentów to luminofory – pigmenty świecące. Spośród związków nieorganicznych zaliczyć tu możemy siarczki metali ziem rzadki oraz siarczek cynku.
Trochę historii…
Błękit pruski. Fot. Wikimedia Commons
Nieorganiczne pigmenty w postaci minerałów były stosowane już w czasach prehistorycznych, 30 tysięcy lat przed naszą erą. Nasi przodkowie przy pomocy ochry, hematytu, cynobru, lazurytu i malachitu tworzyli barwne malowidła na ścianach swoich jaskiń.
Pierwsze udane próby uzyskania syntetycznych pigmentów nieorganicznych datuje się na XVIII wiek. W 1704 roku otrzymano błękit pruski, związek na bazie żelaza i potasu, który wkrótce potem został przyjęty za kolor armii pruskiej (stąd jego nazwa). Pigment ten był jednak wówczas bardzo nietrwały – z wojskowych mundurów spierał się wraz z mydłem.
Kolejnej syntezy pigmentu nieorganicznego dokonał na przełomie XVIII i XIX wieku Louis Jacques Thénard. Otrzymany przez niego niebieski pigment nazwano na jego cześć błękitem Thénarda. Wkrótce potem opracowano metody wytwarzania m.in. żółci chromowej i kadmowej oraz pigmentów na bazie tlenków żelaza i tlenków chromu. Z czasem produkcja syntetycznych pigmentów nieorganicznych stała się masowa, a metody ich otrzymywania udoskonalono.
Za pomoc w przygotowaniu artykułu dziękujemy panu Arturowi Pałaszowi z Ośrodka Badawczo-Rozwojowego Farb, Klejów i Polimerów Spektrochem.
