COLORANTES
COLORANTES Y COLOR COLORANTE Un colorante es una sustancia capaz de teñir fibras vegetales y animales. Los colorantes se han usado desde los tiempos más remotos, empleándose para ello diversas materias procedentes de vegetales, animales así como de distintos minerales.
COLORANTES Y COLOR COLOR El color es la impresión producida por un tono de luz en los órganos visuales, o más exactamente, es una percepción visual que se genera en el cerebro de los humanos y otros animales al interpretar las señales nerviosas que le envían los foto receptores en la retina del ojo, que a su vez interpretan y distinguen las distintas longitudes de onda que captan de la parte visible del espectro electromagnético.
La estructura del órgano visual humano incluye unas células, denominadas conos, situadas en la retina. Hay tres tipos de conos: los sensibles preferentemente al rojo, al verde y al azul. Por ese motivo, a esos tres colores se los denomina “colores luz primarios”. La mezcla de luces de colores se denomina mezcla aditiva. Mezclando esos colores dos a dos se obtienen los colores secundarios. La suma de los tres produce la luz blanca.
RELACIÓN COLOR - COLORANTE Un detalle importante a tener en cuenta es que cada color se puede obtener bien con ondas de la frecuencia exacta correspondiente a ese color (luz monocromática), bien con una mezcla de ondas de diferentes frecuencias que produzcan el mismo efecto en las células receptoras y, en definitiva, en el cerebro. La luz natural (solar) es un caso particular de luz blanca. Cuando dejamos que penetre luz natural a una habitación, todos los objetos están expuestos a la misma clase de luz, sin embargo, cada objeto refleja tan sólo una parte de la luz que le llega y, además, lo hace con preferencias respecto de las frecuencias, o sea, hay frecuencias que refleja y otras que no. Las frecuencias no reflejadas son absorbidas por los átomos y moléculas de los objetos de modo que ganan energía de vibración, de ahí que
los objetos se calienten al ser iluminados.
Los colorantes son moléculas de cierta complejidad capaces de absorber en las frecuencias visibles. La luz que reflejan los objetos coloreados es la mezcla aditiva de los colores no absorbidos. Se dice que el colorante sustrae (absorbe) determinadas frecuencias de la luz que le llega. Por ejemplo, si a un objeto coloreado le llega luz blanca (mezcla de rojo, verde y azul y el colorante absorbe la parte azul, lo que refleja será mezcla de rojo y verde: amarillo. Tendremos pues un colorante amarillo. Si un colorante absorbe azul y verde, reflejará rojo; tendremos pues un colorante rojo. Si un colorante absorbe rojo, verde y azul, no refleja prácticamente nada; tendremos un colorante negro.
Los colores obtenidos con colorantes (por sustracción o absorción de parte de la luz) se denominan colores pigmento. Los colorantes que sólo absorben un color luz primario producen lo que se denomina un “color pigmento primario”. Tenemos tres: Amarillo: sólo absorbe azul (produce mezcla aditiva de rojo y verde) Magenta: sólo absorbe verde (produce mezcla aditiva de rojo y azul) Cyan: sólo absorbe rojo (produce mezcla aditiva de verde y azul) Podemos mezclar colorantes para obtener nuevos colores. El amarillo es un colorante que absorbe azul y el cyan es un colorante que absorbe rojo. La mezcla genera una sustancia que absorbe azul y rojo: un colorante verde. La mezcla de colores pigmento primarios produce los colores luz primarios.
Obsérvese que mezclando amarillo y magenta se sustrae azul y verde respectivamente, obteniéndose un colorante rojo; mezclando magenta y cyan se sustrae verde y rojo obteniéndose azul.
La mezcla amarillo, magenta y cyan sustrae azul, verde y rojo, o sea, absorbe en todo el rango visible y produce negro (en realidad se obtienen diferentes grises). Por tanto, cada vez que añadimos un colorante a una mezcla estamos sustrayendo más colores a la luz. Ese es el motivo por el cual la mezcla de colorantes se denomina mezcla sustractiva.
CLASIFICACIÓN DE COLORANTES DE ACUERDO A SU APLICACIÓN Los grupos responsables de la absorción de la luz se llaman: CROMOFOROS: Son todos aquellos compuestos que tienen electrones resonando a determinada frecuencia y por eso absorben y luz al unirse refuerzan la absorción de radiación. AUXOCROMOS: Son los responsables de la fijación al sustrato a teñir, son capaces de fijar la molécula del colorante y en algunos casos intensificar la labor de los cromóforos.
CROMOFOROS
AUXOCROMOS
Grupo etileno
C - C
Grupo sulfonico
- H2SO4
Grupo carbonilo
R - C = O
Grupo Carboxílico
R - COOH
Grupo nitroso
- N = N -
Grupo Hidroxilo
R - OH
Grupo nitro
- NO2
Grupo Aminito
- NH2
Grupo azo
Cloro
Cl2
Grupo azoxi
Bromo
Br2
Grupo quinoideo
Los colorantes se clasifican, teniendo en cuenta si la propiedad tintorial se encuentra en el aniòn o el catiòn de su estructura química. Sobre esta base se pueden dividir en tres grupos: básicos, ácidos y neutros. Colorantes básicos: La acción colorante está a cargo del catión, mientras que el anión no tiene esa propiedad, por ejemplo: - cloruro de azul de metileno+. Colorante ácido: Sucede todo lo contrario, la sustancia colorante está a cargo del anión, mientras que el catión no tiene propiedad, por ejemplo: eosinato- de sodio. Colorantes neutros: Están formados simultáneamente por soluciones acuosas de colorantes ácido y básicos, donde el precipitado resultante, soluble exclusivamente en alcohol, constituye el colorante neutro, que tiene la propiedad tintorial de sus componentes ácidos y básicos, por ejemplo: la giemsa.
OTRA CLASIFICACIÓN Colorantes Sustantivos: Son colorantes que pueden teñir directamente las fibras de algodón. Colorantes Mordientes: El mordiente es un producto que se adiciona a la fibra y es absorbido por ella, pudiendo consecutivamente atraer el colorante. Este término se usa principalmente para los colorantes que se adicionan usando óxidos metálicos como mordiente. Especialmente se emplean como mordientes los óxidos de aluminio y cromo por formar precipitados insolubles. Colorantes a la Tina: Son sustancias insolubles que se pueden reducir a materiales alquil-solubles. El colorante se aplica en su forma reducida y se re-oxida en presencia de la fibra. Colorantes Directos: Se absorbe directamente por las fibras en soluciones acuosas. Hay colorantes ácidos y básicos de este tipo. Estos dos tipos de colorantes se emplean especialmente en el teñido de lanas y en poliamidas sintéticas.
Los colorantes básicos son sales amónicas o complejos formados por cloruro de cinc o aminas. Algunos colorantes básicos, de elevado peso molecular, son absorbidos por el algodón y el rayón. Los colorantes ácidos son sales de los ácidos sulfúricos o carboxílicos que se precipitan sobra la fibra. La familia de los colorantes ácidos se llama así, porque en la constitución química del colorante se encuentran moléculas de grupos ácidos. Son colorantes solubles en agua y se aplican generalmente en fibras de lana, nylon y fibras acrílicas. Otros usos importantes son el teñido de la piel y papel.
COLORANTES REACTIVOS Los colorantes reactivos son sustancias de estructuras no saturadas, orgánicas solubles en agua se preparan comercialmente para tener uno o dos átomos de cloro que reaccionen con la celulosa formando enlaces covalente con los grupos nucleofilos de la fibra. Obedecen a la misma estructura química básica, es decir, todos pertenecen al grupo cromóforo denominado MonoCloroTriazina (MCT).
Estas sustancias son solubles en medio ácido, neutro o básico, poseen una estructura molecular no saturada. Es decir son electrónicamente inestables y por eso absorben energía a determinada longitud de onda, si fueran estables absorberían todas o rechazarían todas. Los colorantes reactivos de baja reactividad tienen ésteres de celulosa y están formados por anillos heterocíclicos en su molécula y su reacción se basa en sustitución nucleófila. Formula:
Los colorantes reactivos tipo MonoCloroTriazina y Diclorotriazina son aplicados por el método de agotamiento, se usan normalmente, a temperaturas entre 80-85° C. Tienen la posibilidad de teñir todo tipo de celulosa, teniendo las siguientes propiedades: Excelente rendimiento de color. Excelente compatibilidad. Consistente nivel de repetición de tintura a tintura. Los colorantes reactivos deben aplicarse en un medio acuoso y con una buena agitación ya que en ellos compiten tres reacciones: reacción entre colorantes y fibra, reacción entre agua y colorante (hidrólisis), y auto asociación o reacción entre moléculas de colorante, la reacción que se desea es la primera la segunda puede reducirse considerablemente controlando el ph y la temperatura lo que es de vital importancia.
Grupos Cromóforos. Son todos aquellos compuestos que tienen electrones resonando a determinada frecuencia y por eso absorben luz y al unirse refuerzan la absorción de radiación. Los Cromóforos imparten color a la molécula. Proviene del griego: CROMO = COLOR FORO = LLEVAR Que significa llevar el color, los cromóforos son grupos que contienen uno o varios dobles enlaces, entre los grupos más importantes están los siguientes:
Todos ellos son compuestos que tienen electrones resonando a determinada frecuencia por eso absorben y rechazan luz que al unirse por ejemplo con un anillo de benceno, naftaleno o antraceno (anillos insaturados) refuerzan la absorción de la radiación pero estas sustancias que se forman a un no son auténticos colorantes. Para ello es necesario que contengan en sus moléculas grupos auxócromos que son los responsables de fijar la molécula del colorante y en algunos casos pueden incluso intensificar el papel de los cremóforos.
Grupos Auxócromos. Son los responsables de la fijación al sustrato a teñir, son capaces de fijar la molécula del colorante y en algunos casos intensificar la labor de los cromóforos. Se deriva del griego: AUXO = AUMENTAR CROMOS = COLOR Significa aumentar el color, al reaccionar cambian las moléculas, originando propiedades tintóreas, los más importantes son:
COLORANTES DISPERSOS Si bien la definición propuesta es que los colorantes dispersos son insolubles en agua, realmente poseen una baja solubilidad en ella. Las partículas del colorante se disuelven en su forma Mono-Molecular estando muy influenciada esta solubilidad por las condiciones del medio así como por otros factores propios, entre los cuales podemos nombrar, agua, PH del medio, relación de baño, dispersantes, carriers, igualizantes, electrolitos, etc., además de las altas temperaturas de trabajo. La teoría del mecanismo de tintura se basa en principio en que los colorantes pueden penetrar dentro de la fibra cuando se encuentran en su forma mono-molecular dispersa, en otras palabras el colorante debe disolverse primero en el baño de tintura para luego ser absorbido en la superficie de la fibra y en una etapa posterior difundirse dentro de la misma. Teóricamente el proceso de tintura de la fibra consiste en tres procesos parciales: -DIFUCIÓN DE LA SOLUCIÓN O DISPERCÓN DEL COLORANTE -HACIA LA SUPERFICIE DE LA FIBRA. -ADSORCIÓN DEL COLORANTE POR LA SUPERFICIE DE LA FIBRA. -DIFUCIÓN DEL COLORANTE DESDE LA SUPERFICIE HACIA EL -INTERIOR DE LA FIBRA.
COLORANTES BÁSICOS Las tinturas básicas (o catiónicas) se utilizan para obtener colores brillantes. Típicamente sobre las fibras de poliacrilonitrilo. La obtención de un rápido teñido sobre las fibras poliacrilonitrilo es excelente. Sin embargo, cuando se aplica la celulosa, las tinturas básicas la solidez del color es pobre a la luz y el fregado. Los colorantes básicos se pueden disolver en agua, pero en ácido acético resultan mejor. Se disuelven primero en ácido acético y luego mezclado con agua caliente en orden de evitar que se le adicionen moléculas de la tintura o colorante.
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2TV24 ANGULO LÓPEZ LUIS REY CASTRO MARTÍNEZ ZOE MIRANDA RODRÍGUEZ RAMÍREZ EUNICE