رنگ چیست ؟
تاثیر فیزیکی و روانی است که پس از باز تابش نور از جسم به چشم ما میرسد.
توسط 3 فاکتور بیان میشود:
1 – فام: بیانگر نوع رنگ میباشد. (زرد – قرمز- آبی و…..)
2- عمق: نشاندهنده کمرنگ و پررنگ بودن میباشد.
3- خلوص: شفافیت رنگ را بیان مینماید.
رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی را در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناسی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. رنگ با حفظ اهمیت ویژه و بی چون و چرای خود در مبانی زیبایی های هنر قدیم در روزگار ما عامل پر توانی در آراستن و جلوه گری همه ی آثار زندگی و زیبا گردانیدن و مطلوب نمودن کالاها و وسایلی است که به دست توانای انسان تولید می گردد. انسان در پهنه ی تولید، تزئین خانه ها، پوشاک، در هنر نقاشی، صنایع کشتی رانی، امور ارتباطات، محصولات مصرفی و خلاصه در همه ی شئونات زندگی با رنگ سروکار دارد.
بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط، جهت حفاظت اشیاء در مقابل عوامل طبیعی و سببی از قبیل ضربه، خراش، ساییدگی، مواد شیمیایی، حلال ها، آب و هوای جوی و غیره استفاده میگردد و بندرت دیده شده است که سطح یک جسم مورد دید را فقط با رنگ حفاظتی بپوشانند و از رنگ رویه تزئینی استفاده ننمایند.
صنعت رنگ سازی قدمت طولانی دارد. اوایل رنگ را به طریق ابتدائی از روغن های گیاهی با استفاده از آسیاب های سنگی و دستی جهت نرم کردن رنگدانه ها تولید می کردند.اما امروزه با پیشرفت صنعت و تکنولوژی، رنگ سازی پیشرفت شایانی نموده به طوریکه توانسته در میدان علم و صنعت جایی پر نفوذ برای خود باز نماید و به جرات می توان گفت که یکی از ارکان مهم هر یک از تولیدات صنایع گوناگونی که به مصارف عمومی و یا خصوصی می رسند، می باشد.
رزین (Resin) در لغت به معنی صمغ کاج است. رزین پایه اصلی رنگ است و سایر اجزای رنگ به وسیله آن به یکدیگر و به سطح مورد نظر می چسبند. ضمنا رزین، با تشکیل فیلم، بعد از خشک شدن رنگ، باعث محافظت سطوح در برابر عوامل خارجی می شود.
کیفیت یک رنگ به نوع رزین آن بستگی دارد. به همین دلیل است که پوشش ها و رنگ های مختلف را بر حسب نوع رزین آن طبقه بندی می کنند.
واکنش تبدیل رنگ تر به یک فیلم جامد را که منحصرا به رزین مربوط می شود، خشک شدن می گویند که به روش های زیر انجام می شود:
الف) با تبخیر حلال موجود در رنگ مانند رزین های ونیلی
ب) ترکیب رزین با اکسیژن و یا بخار آب مانند آلکید رزین ها
پ) با کمک رطوبت هوا
ت) استفاده از حرارت جهت تسریع خشک کردن
ث) ترکیب با یک سخت کننده
پوشش ها و رنگ های مختلف را بر حسب نوع رزین آن طبقه بندی می کنند. رزین های مصرفی در رنگ ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:
الف) رزین های طبیعی: این رزین ها اغلب از صمغ و شیره درختان به دست می آید.
ب) رزین های مصنوعی: این رزین ها که امروزه به طرق مختلف تهیه می شوند عبارت اند از: رزین های آلکید، پلی استر، فنولیک، کلروکائوچو، آکریلیک و…
تئوری های موجود در مورد رنگی بودن یک ماده:
تئوری ویت:
طبق این تئوری ماده رنگزا از 2 قسمت تشکیل شده است:
1 – chromphor (کروموفور)
2 – auxochrom (آگزوکروم)
یک ترکیب آلی وقتی رنگی است که دارای یک یا چند گروه اشباع نشده داشته باشد که به این گروههای اشباع نشده کروموفور گویند.
گروههای شیمیایی موجود در ترکیب رنگی که باعث افزایش شدت رنگ میشوند آگزوکروم نام دارند.
تئوری آرمسترانگ:
طبق این تئوری تمام ترکیباتی که ساختار کینوئیدی داشته باشند رنگی هستند.
که این تئوری دارای مثال نقض میباشد پس این فرضیه رد شد.
تئوری: nietzki
هر چقدرجرم مولکولی ماده رنگی ما بالاتر برود رنگ ماده عمیق تر میشود.
که دارای مثال نقض میباشد.
تئوری های جدید:
بر پایه 2 اصل بیان شده است:
1 – کوانتایی بودن انرژی نور
2 – جذب اشعه توسط مولکول ها
تئوری پیوند ظرفیتی:
براساس این تئوری کروموفور گروههایی از اتم ها هستند که به وسیله ی انرژی جذب شده از حالت پایه به حالت برانگیخته منتقل میشوند ورنگ را ایجاد میکند.
آگزوکروم گروه هایی اند که تمایل دارند فرم رزونانس را با اثر متقابل جفت الکترون های غیر پیوندی آگزوکروم ها با پای الکترون های حلقه آروماتیک افزایش دهند.
رنگ
مواد رنگرزي مصرفي در نساجي به دو گروه اصلي و هر گروه به چند شاخه فرعي تقسيم شده است.
الف – مواد رنگرزي گروه اول: تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب محلول هستند به جز مواد رنگرزي ديسپرس كه خيلي جزيي محلول مي باشند و شامل مواد رنگرزي اسيدي، مستقيم، بازي و ديسپرس هستند.
ب- مواد رنگرزي گروه دوم: تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب نامحلول هستند كه به گروههاي فرعي ديگري تقسيم مي شوند:
1) مواد رنگرزي در نهايت به صورت ذرات بزرگ نامحلول در آب بر روي الياف ايجاد مي شوند و شامل مواد رنگرزي گوگردي، خمي و آزوئيك است.
2) با الياف پيوند كوالانسي تشكيل مي دهند و شامل مواد رنگرزي راكتيو مي باشد.
3) مواد رنگرزيي كه با دندانه هاي فلزي روي الياف به كار مي روند و شامل مواد رنگرزي كرومي، يا متاكروم هستند.
4) ذرات غير قابل حل در داخل ليف محاط مي شوند و به خاطر اندازه و بي اثر بودنشان فرآيند برگشت ناپذير است.
– درخشان كننده هاي فلورسنتي
1 – رنگ هاي اسيدي
مهمترين مصرف اين رنگ ها در رنگرزي پشم بوده ولي گاهي براي رنگرزي ابريشم، پلي آميدها، آكريليك و الياف پروتئيني ديگر نيز به كار مي روند. معمولاً محيط حمام رنگرزي اين اسيدي و شامل اسيد سولفوريك، فرميك و استيك مي باشد ولي گاهي بعضي از آنها در محيط هاي خنثي و كمي قليايي نيز به كا برده مي شوند. از نظر شيميايي رنگهاي اسيدي شامل رنگ هاي آزو، آنتراكينوني، تري فنيل متان، آزين، گزنتين، كينون، ايمين، نيترو و نيتروزو مي باشند. مقاومت اين نوع رنگ ها بسيار متغير است و به ساختمان شيميايي آنها بستگي دارد. اين رنگ ها بر روي انواع مختلف پشم، نخ، نمد، آستري و گاهي ابريشم، پلي آميدها، الياف آكريليك و الياف پروتئيني رنگهاي روشن ايجاد مي نمايند.
2 – رنگ هاي بازي
اين رنگ ها كه از نظر شيميايي به رنگ هاي كاتيوني معروف هستند، به صورت نمك بوده و سيستم كروموفريك آن در قسمت كاتيون مي باشد. اين رنگ ها از اولين رنگ هاي سنيتيك بوده ولي امروزه به مقدار خيلي زياد تهيه مي شوند. رنگ هاي بازي از شفافيت به خصوصي بر خوردار هستند و رنگ هاي قرمز، بنفش، آبي و سبز را توليد مي كنند. در مقابل نور مقاومت خوبي از خود نشان نمي دهند ولي در عوض اغلب الياف را توسط آنها مي توان رنگ نمود. رنگ هاي تري فنيل متان و دي فنيل متان از عمده ترين رنگ هاي كاتيوني مي باشند. سيستم كروموفوري آن شامل كربن مركزي بوده كه سه حلقه آروماتيك به آن متصل است. رنگ و خواص تركيب بستگي به نوع و تعداد آكسوكرومهايي از قبيلNR2 – OH – (آريل آلكيل، آريل يا آلكيل = R) و غيره در سه محل پارا خواهد داشت. نمونه هايي از اين رنگ ها سبز مالاكيت، بنفش كريستال و آبي ميكرل هيدرول مي باشد. اين رنگ ها براي رنگرزي پشم، ابريشم، پنبه دندانه دار شده با تانن و الياف آكريليك به كار مي روند.
3 – رنگ هاي مستقيم
از آنجايي كه اين رنگ ها بدون دندانه به كار برده مي شوند، لذا به رنگ هاي مستقيم معروف هستند. اين دسته رنگ هاي آنيوني بوده كه در محيط آبكي شامل الكتروليت براي رنگرزي الياف سلولزي مصرف مي شوند. در ضمن بعضي از اين رنگ ها توسط واكنشهاي آزوتاسيون مستقيماً بر روي الياف ظاهر مي گردند.
4 – رنگ هاي ديسپرس
اين رنگ ها كه از نوع شيميايي آزو، آنتراكينوني و نيترو مي باشند، اغلب داراي گروه هاي آمينو يا آمينوي استخلاف شده هستند. ولي گروه هاي قابل حل نظير اسيد سولفونيك ندارند و در محيط هاي آبكي همراه با مواد ديسپرس كننده به كار مي روند. موارد استعمال اصلي اين رنگ ها در رنگرزي استات سلولز، نايلئن، پلي استر، الياف آكريليك، پشم و الياف پلي آميدي است.
5 – رنگ هاي گوگردي
اين رنگ ها كه عمدتاً براي رنگرزي الياف سلولزي به كار مي روند داراي ثبات متوسط در مقابل اكثر عوامل خارجي هستند. نمونه هاي سياه، سبز، آبي و قهوه ايي اين رنگ ها ثبات خوبي در مقابل نور از خود نشان مي دهند. آنها رنگ هاي غير قابل حل در آب هستند كه شامل گوگرد در سيستم كروموفري و هم جزء زنجير پلي سولفيد مي باشند. اين رنگ ها معمولاً در حمام سولفيد سديم به كار رفته و مي توانند به فرم قابل حل در آب احياء گردند و توسط هوا، اكسيداسيون دوباره رنگ دوباره بر روي الياف انجام مي پذيرد.
6 – رنگ هاي خمي
اين رنگ ها كه گروه بزرگي را تشكيل مي دهند عمدتاً از انواع شيميايي آنتراكينوني، نيلي گوگردي مي باشند. اين رنگ ها نامحلول بوده و به كمك سود كوستيك و سديم هيدروسولفيت احياء مي شوند و به صورت لوكوي محلول در مي آيند. اين لوكو جذب ليف شده توسط اكسيداسيون (در بعضي موارد به كمك اكسيزن هوا و در بعضي موارد توسط بيكرومات پتاسيم) مجدداً به شكل نامحلول در داخل ليف در مي آيد. اين رنگ ها در درجه اول براي رنگرزي پنبه و در درجه دوم براي پشم، ابريشم و استات سلولز مورد استفاده قرار مي گيرند.
7 – رنگ هاي آزوئيك
اين رنگ ها، رنگ هاي آزوي غير قابل حل مي باشند كه بر روي الياف تشكيل مي گردند و اغلب از تركيبات نفتل ها و مشتقاتشان با نمك هاي دي آزونيم حاصل مي شوند.ثبات اين نوع رنگ ها در روي الياف سلولزي نظير پنبه در مقابل نور و شستشو بسيار ساده است.
8 – رنگ هاي راكتيو
اين رنگ ها در سالهاي اخير كشف شده است و از مشخصات آنها وجود يك اتم و يا مجموعي از اتم هاي مستعد فعل و انفعالات مانند NH2 OH CL مي باشد كه با عامل هيدروكسيل سلولز و يا عامل آمين و آميد پشم و بالاخره با الياف سنتتيك مشابه واكنش مي دهد. مواد رنگرزي راكتيو هم اكنون از اهميت قابل توجهي براي رنگرزي الياف سلولزي، به تنهايي و يا در مخلوط با ديگر الياف برخوردارند. آنها همچنين براي رنگرزي الياف پشمي و ابريشمي نيز به كار مي روند. گروه كوچكي از مواد رنگرزي ديسپرس راكتيو به نام پرسينيل قابل استفاده براي رنگرزي نايلونها هستند.
9 – رنگ هاي دندانه ايي (رنگ هاي كروم دار يا متا كروم)
اين رنگ ها شامل انواع شيميايي آزو و آنتراكينوني مي باشند. بعضي از رنگ هاي اسيدي نيز با فلزات كمپلكس و بر روي الياف لاك توليد مي نمايند (به عنوان مثال با كروم) كه داراي مقاومتي بهتر از رنگ اسيدي در مقابل آب و رطوبت مي باشد. رنگ هاي كمپلكس فلزي همان لاكهاي كروم دار است كه از كمپلكس فلزي رنگ هاي دي هيدروكسي تهيه شده و براي رنگرزي پشم و الياف پلي آميدي به كار مي روند. رنگ هاي كمپلكس فلزي بر حسب كاربدشان در حمام هاي مختلف رنگرزي به دو دسته تقسيم مي شوند:
الف) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط اسيدي (رنگ هاي آزو با فلز كروم به نسبت 1:1)
ب) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط خنثي (رنگ هاي آزو با فلزات كروم يا كبالت به نسبت 2:1)
10 – پيگمنت ها
اساس كاربرد پيگمنت ها براي رنگ كردن الياف نساجي كاملاً با طبقات مواد رنگرزي ذكر شده كه در آنها نفوذ مولكول ماده رنگرزي به داخل ليف يك مرحله اساسي فرآيند رنگرزي مي باشد، متفاوت است. پيگمنت ها چون از نظر فيزيكي داراي ذرات درشت غير محلول در آب مي باشند، بنابراين آنها را نمي توان در هر مرحله اي از فرآيند نساجي به داخل ليف وارد كرد. به هر حال پيگمنت ها را مي توان در طي توليد الياف با مواد تشكيل دهنده الياف كه به صورت پليمر مي باشد، قبل از عمل ريسندگي كه منجر به تشكيل فيلامنت ها مي گردد مخلوط نمود. چنين فرآيندي را رنگ كردن توده پليمري مي نامند. كالاي رنگ شده ثبات شستشويي بالايي دارد. اين روش به رنگ كردن الياف مصنوعي محدود شده است.
11 – درخشان كننده هاي فلورسنتي
اين مواد تركيبات بي رنگي هستند كه تشعشعات ماوراء بنفش را جذب نموده و تبديل به تشعشعات نور مريي كه معمولاً بين طيف آبي تا بنفش مي باشند مي نمايند. هنگاميكه اين مواد را براي سفيد كردن كالاهاي نساجي به كار مي برند، به خاطر نور آبي منتشر شده از سطح كالاي نساجي اثر زردي كالا را خنثي مي كنند. به طوريكه مقدار كلي نور منتشر شده را افزايش داده و كالا سفيدتر و درخشان تر به نظر مي رسد. درخشان كننده هاي فلورسنتي به معرفهاي آبي كننده قديمي مثل اولترامارين متيل بنفش برتري دارند. اين مواد به مقدار زياد در تهيه صابون و پودر هاي رختشويي مصرف مي شوند. به منظور رنگرزي در درجه اول براي پنبه و در درجه دوم براي پشم و نايلون به كار مي روند.
رنگها را معمولا براساس خواص آنها و ساختمان ماده اصلی (ساختمان شیمیایی مواد) طبقه بندی میکنند. روش دیگر طبقه بندی رنگها براساس روش مصرف آنها در رنگرزی میباشد. روش و تکنیک رنگرزی به ساختمان، طبیعت الیاف یا شئ مورد رنگرزی بستگی دارد. به عبارت دیگر رنگرزی پشم و ابریشم و دیگر الیاف به دست آمده از حیوانات با رنگرزی پنبه و الیاف به دست آمده از گیاهان تفاوت دارد.
نقش ساختمان شیمیایی الیاف در تعیین رنگ مورد نیاز
در رنگرزی همیشه ساختمان شیمیایی الیاف تعیین کننده نوع رنگ مورد نیاز و تکنیک رنگرزی میباشد. به عنوان مثال الیاف حیوان مانند پشم و ابریشم از پروتئین تشکیل شده‌اند و دارای گروههای اسیدی و بازی میباشند. این گروهها نقاطی هستند که در آنها مولکول رنگ خود را به الیاف متصل میکند. پس برای رنگرزی این گونه الیاف باید از رنگهایی که دارای بنیان اسیدی و بازی هستند استفاده کرد.
پنبه یک کربوهیدرات میباشد و تنها محتوی پیوندهای خنثای اتری و گروههای هیدروکسیل است. در این نقاط پیوندهای هیدروژنی بین الیاف و رنگ ایجاد میشود. پس باید از رنگهای متناسب با خصوصیات الیاف پنبه‌ای استفاده کرد. متصل کردن رنگ به الیاف مصنوعی و سنتزی مانند پلی اولفین‌ها و هیدروکربنها که کاملا عاری از گروههای قطبی هستند، تکنیک و روش دیگری را می‌طلبد. بر اساس روش رنگرزی به صورت زیر دسته‌بندی میشود.
رنگهای مستقیم یا رنگهای جوهری
این دسته از رنگها دارای گروهها و عوامل قطبی مانند عوامل اسیدی و بازی هستند و با استفاده از این گروهها، رنگ با الیاف ترکیب میشود. برای رنگرزی پارچه با اینگونه رنگها فقط کافی است که پارچه را در محلول آبی و داغ رنگ فرو ببریم. اسید پیکریک و ماریتوس زرد از جمله این رنگها هستند. هر دو رنگ، اسیدی بوده و با گروههای آمینه الیاف پروتئینی ترکیب میشوند. نایلون نیز که یک پلی‌آمید است، با این رنگها قابل رنگرزی است.
رنگ دانه‌ای
این دسته از رنگها شامل ترکیباتی هستند که میتوانند با برخی از اکسیدهای فلزی ترکیب شده و نمکهای نامحلول و رنگی که لاک نامیده میشوند، تشکیل دهند. روش رنگرزی با این رنگها از کهن‌ترین روشهای تثبیت رنگ روی الیاف بوده است. این رنگها بیشتر برای رنگرزی ابریشم و پنبه بکار میرود. در رنگرزی با رنگهای دانه‌ای پارچه یا الیاف، رنگی به نظر می‌رسند. چون الیاف توسط لایه‌ای از رسوب رنگین پوشانده میشود. برای ایجاد دندانه روی رنگها معمولا از اکسیدهای آلومینیوم، کروم و آهن استفاده میشود. آلیزارین نمونه‌ای از این رنگها میباشد.
رنگ خمیری
رنگ خمیری ماده‌ای است که در شکل کاهش یافته، محلول در آب بوده و ممکن است بی‌رنگ هم باشد. در این حالت الیاف به این رنگ آغشته شده و پس از جذب رنگ توسط الیاف، آنها را از خمره خارج کرده و در معرض هوا با یک ماده شیمیایی اکسید کننده قرار میدهند. در این مرحله رنگ اکسید شده و به صورت رنگین و نامحلول در می‌آید. رنگهای باستانی ایندیگو و تیریان از این جمله‌اند.
رنگ واکنشی
این رنگها که تحت عنوان رنگهای ظاهر شونده هم شناخته میشوند، در درون خود پارچه، تشکیل شده و ظاهر می‌گردند. مثال مهمی از این گروه رنگها، رنگهای آزو میباشند. رنگرزی با این رنگها به این صورت است که پارچه را در محلول قلیایی ترکیبی که باید رنگ در آن مشتق شود (فنل یا نفتول) فرو می‌بریم. سپس پارچه را در محلول سرد آمین دی ازت دار شده در داخل خود الیاف انجام شده و رنگ تشکیل میگردد. به رنگی که به این صورت حاصل میشود رنگ یخی نیز می‌گویند، زیرا برای پایداری و جلوگیری از تجزیه نمک دی آزونیوم دمای پائین ضرورت دارد.
رنگ پخش شونده
این دسته از رنگها در خود الیاف محلول هستند، اما در آب نامحلول میباشند. رنگهای پخش شونده در رنگرزی بسیاری از الیاف سنتزی بکار می‌روند. به این الیاف گاهی اوقات الیاف آبگریز نیز گفته میشود. معمولا ساختمان شیمیایی آنها فاقد گروههای قطبی است. روش رنگرزی به اینگونه است که رنگ به صورت پودر نرم در بعضی از ترکیبات آلی مناسب (معمولا ترکیبات فنل) حل میشود و در دما و فشار بالا در حمام‌های ویژه به الیاف منتقل میشود.
پژوهش در زمينه رنگ
پژوهش در زمينه رنگ، رزين و روكش‌هاي سطح و كاربردهاي متنوع اين مواد در صنايع مختلف، در گروه رنگ و روكش‌هاي سطح پژوهشگاه پليمر ايران انجام مي‌گيرد. در اين راستا گروه رنگ پژوهشگاه از طريق همكاري با صنايع مختلف طرح‌هاي مشتركي را بصورت طرح‌هاي ملي، صنعتي و پژوهشي در دست مطالعه و اجرا دارد.
تحقيقات در زمينه ارائه دانش فني و فرمولاسيون‌هاي روكش‌هاي سطح، اعم از سيستم‌هاي پايه آبي، حلالي، پودري و مركب‌هاي چاپ، ارائه سرويس و خدمات علمي و فني و تدوين استانداردهاي صنعتي در زمينه رنگ، روكش و چسب در اين گروه انجام مي‌گيرد. همچنين با توجه به كاربردهاي متنوعي كه مواد از قبيل چسب و رزين در صنايع مختلف دارند و در راستاي اعتلاي صنايع رزين كشور، بخش ديگري از فعاليت اين گروه در اين زمينه انجام مي‌گيرد. طراحي خط توليد نيمه صنعتي رزين، ارائه تكنيك‌هاي رزين در صنايع چسب و رزين، منطبق كردن اين صنايع با مسائل زيست محيطي از طريق ترويج عدم استفاده از حلال‌ها و نيز ارائه سمينارها و دوره‌هاي آموزشي در زمينه رنگ، رزين و روكش‌هاي سطح از جمله ديگر فعاليت‌هاي اين گروه مي‌باشد.
رنگ جادویی
محققان دانشگاه صنعتی سیدنی استرالیا، تحقیقی برای استفاده از نانوذرات اکسید وانادیم به عنوان رنگ‌دانه‌های هوشمند در دست انجام دارند. خواص نوری این ترکیب در دمای 60 درجه‌ی سانتیگراد تغییرات شدیدی میکند. نوع نانوساختاری این ماده خصوصیات دیگری نیز دارد و بر اثر تابش نور میتواند رفتار رزونانس پلاسمونی از خود نشان دهد. در این صورت شاید بتوان با استفاده از این رنگ، نور خورشید را به جریان برق تبدیل کرد.
در نگاه اول به نظر میرسد دمای 60 درجه برای کاربردهای هوای آزاد، دمای بالایی باشد. اما چند نکته وجوددارد؛ اول اینکه با افزودن (دوپ کردن) مولیبدن یا تنگستن به نانوذرات اکسید وانادیم میتوان دمای انتقال مذکور را چندین درجه پایین آورد. از طرفی، دمای هوا در کشوری مثل استرالیا خیلی وقت‌ها بالاتر از 40 درجه میشود. در چنین شرایطی دمای سطوح فلزی رنگ شده به آسانی به بالاتر از 60 درجه میرسد.
در طیف فروسرخ نزدیک (near-infrared) نور، تفاوت بین حالات دماپایین و دمابالا خیلی برجسته است؛ این بخش از نور دقیقاً همان چیزی است که برای رنگ هوشمند مورد نیاز است. اما آیا تفاوت، آنقدر هست که بتواند میزان حرارت وارد شده به سطح رنگی را تغییر دهد؟
تیم محققان دانشگاه سیدنی در مقاله‌ی اخیر خود در مجله‌ی Nanotechnology اینگونه به این سوال پاسخ داده اند؛ آنها مقداری رنگ‌دانه‌ی اکسید وانادیم را به یک روش ساده‌ی شیمی تهیه کردند و خواص پراکنش نور را در سطوحی که با آن رنگ شده بود اندازه گرفتند.
شبیه‌سازی خواص نوری نانوذرات اکسید وانادیم
آنها اعلام کردند که پاسخ این سوال هم بله است هم خیر! بله به این علت که تغییر در دمای رنگ باعث تغییر در میزان امواج فروسرخ جذب شده به‌وسیله‌ی رنگ میشود و این تغییرات با پیش بینی‌های تئوری تطابق دارد. اما نه به این دلیل که این تغییرات میتواند حرارت وارد شده به ساختار را فقط چند درصد تغییر دهد.
بنابراین اکسید وانادیم علی‌رقم خواص فوق‌العاده‌ی انتقال فاز در 60 درجه‌ی سانتی گراد، نمی‌تواند راه حلی برای این مسئله باشد.
رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازرنگ چیست ؟
تاثیر فیزیکی و روانی است که پس از باز تابش نور از جسم به چشم ما میرسد.
توسط 3 فاکتور بیان میشود:
1 – فام: بیانگر نوع رنگ میباشد. (زرد – قرمز- آبی و…..)
2- عمق: نشاندهنده کمرنگ و پررنگ بودن میباشد.
3- خلوص: شفافیت رنگ را بیان مینماید.
رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی را در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناسی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. رنگ با حفظ اهمیت ویژه و بی چون و چرای خود در مبانی زیبایی های هنر قدیم در روزگار ما عامل پر توانی در آراستن و جلوه گری همه ی آثار زندگی و زیبا گردانیدن و مطلوب نمودن کالاها و وسایلی است که به دست توانای انسان تولید می گردد. انسان در پهنه ی تولید، تزئین خانه ها، پوشاک، در هنر نقاشی، صنایع کشتی رانی، امور ارتباطات، محصولات مصرفی و خلاصه در همه ی شئونات زندگی با رنگ سروکار دارد.
بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط، جهت حفاظت اشیاء در مقابل عوامل طبیعی و سببی از قبیل ضربه، خراش، ساییدگی، مواد شیمیایی، حلال ها، آب و هوای جوی و غیره استفاده میگردد و بندرت دیده شده است که سطح یک جسم مورد دید را فقط با رنگ حفاظتی بپوشانند و از رنگ رویه تزئینی استفاده ننمایند.
صنعت رنگ سازی قدمت طولانی دارد. اوایل رنگ را به طریق ابتدائی از روغن های گیاهی با استفاده از آسیاب های سنگی و دستی جهت نرم کردن رنگدانه ها تولید می کردند.اما امروزه با پیشرفت صنعت و تکنولوژی، رنگ سازی پیشرفت شایانی نموده به طوریکه توانسته در میدان علم و صنعت جایی پر نفوذ برای خود باز نماید و به جرات می توان گفت که یکی از ارکان مهم هر یک از تولیدات صنایع گوناگونی که به مصارف عمومی و یا خصوصی می رسند، می باشد.
رزین (Resin) در لغت به معنی صمغ کاج است. رزین پایه اصلی رنگ است و سایر اجزای رنگ به وسیله آن به یکدیگر و به سطح مورد نظر می چسبند. ضمنا رزین، با تشکیل فیلم، بعد از خشک شدن رنگ، باعث محافظت سطوح در برابر عوامل خارجی می شود.
کیفیت یک رنگ به نوع رزین آن بستگی دارد. به همین دلیل است که پوشش ها و رنگ های مختلف را بر حسب نوع رزین آن طبقه بندی می کنند.
واکنش تبدیل رنگ تر به یک فیلم جامد را که منحصرا به رزین مربوط می شود، خشک شدن می گویند که به روش های زیر انجام می شود:
الف) با تبخیر حلال موجود در رنگ مانند رزین های ونیلی
ب) ترکیب رزین با اکسیژن و یا بخار آب مانند آلکید رزین ها
پ) با کمک رطوبت هوا
ت) استفاده از حرارت جهت تسریع خشک کردن
ث) ترکیب با یک سخت کننده
پوشش ها و رنگ های مختلف را بر حسب نوع رزین آن طبقه بندی می کنند. رزین های مصرفی در رنگ ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:
الف) رزین های طبیعی: این رزین ها اغلب از صمغ و شیره درختان به دست می آید.
ب) رزین های مصنوعی: این رزین ها که امروزه به طرق مختلف تهیه می شوند عبارت اند از: رزین های آلکید، پلی استر، فنولیک، کلروکائوچو، آکریلیک و…
تئوری های موجود در مورد رنگی بودن یک ماده:
تئوری ویت:
طبق این تئوری ماده رنگزا از 2 قسمت تشکیل شده است:
1 – chromphor (کروموفور)
2 – auxochrom (آگزوکروم)
یک ترکیب آلی وقتی رنگی است که دارای یک یا چند گروه اشباع نشده داشته باشد که به این گروههای اشباع نشده کروموفور گویند.
گروههای شیمیایی موجود در ترکیب رنگی که باعث افزایش شدت رنگ میشوند آگزوکروم نام دارند.
تئوری آرمسترانگ:
طبق این تئوری تمام ترکیباتی که ساختار کینوئیدی داشته باشند رنگی هستند.
که این تئوری دارای مثال نقض میباشد پس این فرضیه رد شد.
تئوری: nietzki
هر چقدرجرم مولکولی ماده رنگی ما بالاتر برود رنگ ماده عمیق تر میشود.
که دارای مثال نقض میباشد.
تئوری های جدید:
بر پایه 2 اصل بیان شده است:
1 – کوانتایی بودن انرژی نور
2 – جذب اشعه توسط مولکول ها
تئوری پیوند ظرفیتی:
براساس این تئوری کروموفور گروههایی از اتم ها هستند که به وسیله ی انرژی جذب شده از حالت پایه به حالت برانگیخته منتقل میشوند ورنگ را ایجاد میکند.
آگزوکروم گروه هایی اند که تمایل دارند فرم رزونانس را با اثر متقابل جفت الکترون های غیر پیوندی آگزوکروم ها با پای الکترون های حلقه آروماتیک افزایش دهند.
رنگ
مواد رنگرزي مصرفي در نساجي به دو گروه اصلي و هر گروه به چند شاخه فرعي تقسيم شده است.
الف – مواد رنگرزي گروه اول: تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب محلول هستند به جز مواد رنگرزي ديسپرس كه خيلي جزيي محلول مي باشند و شامل مواد رنگرزي اسيدي، مستقيم، بازي و ديسپرس هستند.
ب- مواد رنگرزي گروه دوم: تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب نامحلول هستند كه به گروههاي فرعي ديگري تقسيم مي شوند:
1) مواد رنگرزي در نهايت به صورت ذرات بزرگ نامحلول در آب بر روي الياف ايجاد مي شوند و شامل مواد رنگرزي گوگردي، خمي و آزوئيك است.
2) با الياف پيوند كوالانسي تشكيل مي دهند و شامل مواد رنگرزي راكتيو مي باشد.
3) مواد رنگرزيي كه با دندانه هاي فلزي روي الياف به كار مي روند و شامل مواد رنگرزي كرومي، يا متاكروم هستند.
4) ذرات غير قابل حل در داخل ليف محاط مي شوند و به خاطر اندازه و بي اثر بودنشان فرآيند برگشت ناپذير است.
– درخشان كننده هاي فلورسنتي
1 – رنگ هاي اسيدي
مهمترين مصرف اين رنگ ها در رنگرزي پشم بوده ولي گاهي براي رنگرزي ابريشم، پلي آميدها، آكريليك و الياف پروتئيني ديگر نيز به كار مي روند. معمولاً محيط حمام رنگرزي اين اسيدي و شامل اسيد سولفوريك، فرميك و استيك مي باشد ولي گاهي بعضي از آنها در محيط هاي خنثي و كمي قليايي نيز به كا برده مي شوند. از نظر شيميايي رنگهاي اسيدي شامل رنگ هاي آزو، آنتراكينوني، تري فنيل متان، آزين، گزنتين، كينون، ايمين، نيترو و نيتروزو مي باشند. مقاومت اين نوع رنگ ها بسيار متغير است و به ساختمان شيميايي آنها بستگي دارد. اين رنگ ها بر روي انواع مختلف پشم، نخ، نمد، آستري و گاهي ابريشم، پلي آميدها، الياف آكريليك و الياف پروتئيني رنگهاي روشن ايجاد مي نمايند.
2 – رنگ هاي بازي
اين رنگ ها كه از نظر شيميايي به رنگ هاي كاتيوني معروف هستند، به صورت نمك بوده و سيستم كروموفريك آن در قسمت كاتيون مي باشد. اين رنگ ها از اولين رنگ هاي سنيتيك بوده ولي امروزه به مقدار خيلي زياد تهيه مي شوند. رنگ هاي بازي از شفافيت به خصوصي بر خوردار هستند و رنگ هاي قرمز، بنفش، آبي و سبز را توليد مي كنند. در مقابل نور مقاومت خوبي از خود نشان نمي دهند ولي در عوض اغلب الياف را توسط آنها مي توان رنگ نمود. رنگ هاي تري فنيل متان و دي فنيل متان از عمده ترين رنگ هاي كاتيوني مي باشند. سيستم كروموفوري آن شامل كربن مركزي بوده كه سه حلقه آروماتيك به آن متصل است. رنگ و خواص تركيب بستگي به نوع و تعداد آكسوكرومهايي از قبيلNR2 – OH – (آريل آلكيل، آريل يا آلكيل = R) و غيره در سه محل پارا خواهد داشت. نمونه هايي از اين رنگ ها سبز مالاكيت، بنفش كريستال و آبي ميكرل هيدرول مي باشد. اين رنگ ها براي رنگرزي پشم، ابريشم، پنبه دندانه دار شده با تانن و الياف آكريليك به كار مي روند.
3 – رنگ هاي مستقيم
از آنجايي كه اين رنگ ها بدون دندانه به كار برده مي شوند، لذا به رنگ هاي مستقيم معروف هستند. اين دسته رنگ هاي آنيوني بوده كه در محيط آبكي شامل الكتروليت براي رنگرزي الياف سلولزي مصرف مي شوند. در ضمن بعضي از اين رنگ ها توسط واكنشهاي آزوتاسيون مستقيماً بر روي الياف ظاهر مي گردند.
4 – رنگ هاي ديسپرس
اين رنگ ها كه از نوع شيميايي آزو، آنتراكينوني و نيترو مي باشند، اغلب داراي گروه هاي آمينو يا آمينوي استخلاف شده هستند. ولي گروه هاي قابل حل نظير اسيد سولفونيك ندارند و در محيط هاي آبكي همراه با مواد ديسپرس كننده به كار مي روند. موارد استعمال اصلي اين رنگ ها در رنگرزي استات سلولز، نايلئن، پلي استر، الياف آكريليك، پشم و الياف پلي آميدي است.
5 – رنگ هاي گوگردي
اين رنگ ها كه عمدتاً براي رنگرزي الياف سلولزي به كار مي روند داراي ثبات متوسط در مقابل اكثر عوامل خارجي هستند. نمونه هاي سياه، سبز، آبي و قهوه ايي اين رنگ ها ثبات خوبي در مقابل نور از خود نشان مي دهند. آنها رنگ هاي غير قابل حل در آب هستند كه شامل گوگرد در سيستم كروموفري و هم جزء زنجير پلي سولفيد مي باشند. اين رنگ ها معمولاً در حمام سولفيد سديم به كار رفته و مي توانند به فرم قابل حل در آب احياء گردند و توسط هوا، اكسيداسيون دوباره رنگ دوباره بر روي الياف انجام مي پذيرد.
6 – رنگ هاي خمي
اين رنگ ها كه گروه بزرگي را تشكيل مي دهند عمدتاً از انواع شيميايي آنتراكينوني، نيلي گوگردي مي باشند. اين رنگ ها نامحلول بوده و به كمك سود كوستيك و سديم هيدروسولفيت احياء مي شوند و به صورت لوكوي محلول در مي آيند. اين لوكو جذب ليف شده توسط اكسيداسيون (در بعضي موارد به كمك اكسيزن هوا و در بعضي موارد توسط بيكرومات پتاسيم) مجدداً به شكل نامحلول در داخل ليف در مي آيد. اين رنگ ها در درجه اول براي رنگرزي پنبه و در درجه دوم براي پشم، ابريشم و استات سلولز مورد استفاده قرار مي گيرند.
7 – رنگ هاي آزوئيك
اين رنگ ها، رنگ هاي آزوي غير قابل حل مي باشند كه بر روي الياف تشكيل مي گردند و اغلب از تركيبات نفتل ها و مشتقاتشان با نمك هاي دي آزونيم حاصل مي شوند.ثبات اين نوع رنگ ها در روي الياف سلولزي نظير پنبه در مقابل نور و شستشو بسيار ساده است.
8 – رنگ هاي راكتيو
اين رنگ ها در سالهاي اخير كشف شده است و از مشخصات آنها وجود يك اتم و يا مجموعي از اتم هاي مستعد فعل و انفعالات مانند NH2 OH CL مي باشد كه با عامل هيدروكسيل سلولز و يا عامل آمين و آميد پشم و بالاخره با الياف سنتتيك مشابه واكنش مي دهد. مواد رنگرزي راكتيو هم اكنون از اهميت قابل توجهي براي رنگرزي الياف سلولزي، به تنهايي و يا در مخلوط با ديگر الياف برخوردارند. آنها همچنين براي رنگرزي الياف پشمي و ابريشمي نيز به كار مي روند. گروه كوچكي از مواد رنگرزي ديسپرس راكتيو به نام پرسينيل قابل استفاده براي رنگرزي نايلونها هستند.
9 – رنگ هاي دندانه ايي (رنگ هاي كروم دار يا متا كروم)
اين رنگ ها شامل انواع شيميايي آزو و آنتراكينوني مي باشند. بعضي از رنگ هاي اسيدي نيز با فلزات كمپلكس و بر روي الياف لاك توليد مي نمايند (به عنوان مثال با كروم) كه داراي مقاومتي بهتر از رنگ اسيدي در مقابل آب و رطوبت مي باشد. رنگ هاي كمپلكس فلزي همان لاكهاي كروم دار است كه از كمپلكس فلزي رنگ هاي دي هيدروكسي تهيه شده و براي رنگرزي پشم و الياف پلي آميدي به كار مي روند. رنگ هاي كمپلكس فلزي بر حسب كاربدشان در حمام هاي مختلف رنگرزي به دو دسته تقسيم مي شوند:
الف) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط اسيدي (رنگ هاي آزو با فلز كروم به نسبت 1:1)
ب) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط خنثي (رنگ هاي آزو با فلزات كروم يا كبالت به نسبت 2:1)
10 – پيگمنت ها
اساس كاربرد پيگمنت ها براي رنگ كردن الياف نساجي كاملاً با طبقات مواد رنگرزي ذكر شده كه در آنها نفوذ مولكول ماده رنگرزي به داخل ليف يك مرحله اساسي فرآيند رنگرزي مي باشد، متفاوت است. پيگمنت ها چون از نظر فيزيكي داراي ذرات درشت غير محلول در آب مي باشند، بنابراين آنها را نمي توان در هر مرحله اي از فرآيند نساجي به داخل ليف وارد كرد. به هر حال پيگمنت ها را مي توان در طي توليد الياف با مواد تشكيل دهنده الياف كه به صورت پليمر مي باشد، قبل از عمل ريسندگي كه منجر به تشكيل فيلامنت ها مي گردد مخلوط نمود. چنين فرآيندي را رنگ كردن توده پليمري مي نامند. كالاي رنگ شده ثبات شستشويي بالايي دارد. اين روش به رنگ كردن الياف مصنوعي محدود شده است.
11 – درخشان كننده هاي فلورسنتي
اين مواد تركيبات بي رنگي هستند كه تشعشعات ماوراء بنفش را جذب نموده و تبديل به تشعشعات نور مريي كه معمولاً بين طيف آبي تا بنفش مي باشند مي نمايند. هنگاميكه اين مواد را براي سفيد كردن كالاهاي نساجي به كار مي برند، به خاطر نور آبي منتشر شده از سطح كالاي نساجي اثر زردي كالا را خنثي مي كنند. به طوريكه مقدار كلي نور منتشر شده را افزايش داده و كالا سفيدتر و درخشان تر به نظر مي رسد. درخشان كننده هاي فلورسنتي به معرفهاي آبي كننده قديمي مثل اولترامارين متيل بنفش برتري دارند. اين مواد به مقدار زياد در تهيه صابون و پودر هاي رختشويي مصرف مي شوند. به منظور رنگرزي در درجه اول براي پنبه و در درجه دوم براي پشم و نايلون به كار مي روند.
رنگها را معمولا براساس خواص آنها و ساختمان ماده اصلی (ساختمان شیمیایی مواد) طبقه بندی میکنند. روش دیگر طبقه بندی رنگها براساس روش مصرف آنها در رنگرزی میباشد. روش و تکنیک رنگرزی به ساختمان، طبیعت الیاف یا شئ مورد رنگرزی بستگی دارد. به عبارت دیگر رنگرزی پشم و ابریشم و دیگر الیاف به دست آمده از حیوانات با رنگرزی پنبه و الیاف به دست آمده از گیاهان تفاوت دارد.
نقش ساختمان شیمیایی الیاف در تعیین رنگ مورد نیاز
در رنگرزی همیشه ساختمان شیمیایی الیاف تعیین کننده نوع رنگ مورد نیاز و تکنیک رنگرزی میباشد. به عنوان مثال الیاف حیوان مانند پشم و ابریشم از پروتئین تشکیل شده‌اند و دارای گروههای اسیدی و بازی میباشند. این گروهها نقاطی هستند که در آنها مولکول رنگ خود را به الیاف متصل میکند. پس برای رنگرزی این گونه الیاف باید از رنگهایی که دارای بنیان اسیدی و بازی هستند استفاده کرد.
پنبه یک کربوهیدرات میباشد و تنها محتوی پیوندهای خنثای اتری و گروههای هیدروکسیل است. در این نقاط پیوندهای هیدروژنی بین الیاف و رنگ ایجاد میشود. پس باید از رنگهای متناسب با خصوصیات الیاف پنبه‌ای استفاده کرد. متصل کردن رنگ به الیاف مصنوعی و سنتزی مانند پلی اولفین‌ها و هیدروکربنها که کاملا عاری از گروههای قطبی هستند، تکنیک و روش دیگری را می‌طلبد. بر اساس روش رنگرزی به صورت زیر دسته‌بندی میشود.
رنگهای مستقیم یا رنگهای جوهری
این دسته از رنگها دارای گروهها و عوامل قطبی مانند عوامل اسیدی و بازی هستند و با استفاده از این گروهها، رنگ با الیاف ترکیب میشود. برای رنگرزی پارچه با اینگونه رنگها فقط کافی است که پارچه را در محلول آبی و داغ رنگ فرو ببریم. اسید پیکریک و ماریتوس زرد از جمله این رنگها هستند. هر دو رنگ، اسیدی بوده و با گروههای آمینه الیاف پروتئینی ترکیب میشوند. نایلون نیز که یک پلی‌آمید است، با این رنگها قابل رنگرزی است.
رنگ دانه‌ای
این دسته از رنگها شامل ترکیباتی هستند که میتوانند با برخی از اکسیدهای فلزی ترکیب شده و نمکهای نامحلول و رنگی که لاک نامیده میشوند، تشکیل دهند. روش رنگرزی با این رنگها از کهن‌ترین روشهای تثبیت رنگ روی الیاف بوده است. این رنگها بیشتر برای رنگرزی ابریشم و پنبه بکار میرود. در رنگرزی با رنگهای دانه‌ای پارچه یا الیاف، رنگی به نظر می‌رسند. چون الیاف توسط لایه‌ای از رسوب رنگین پوشانده میشود. برای ایجاد دندانه روی رنگها معمولا از اکسیدهای آلومینیوم، کروم و آهن استفاده میشود. آلیزارین نمونه‌ای از این رنگها میباشد.
رنگ خمیری
رنگ خمیری ماده‌ای است که در شکل کاهش یافته، محلول در آب بوده و ممکن است بی‌رنگ هم باشد. در این حالت الیاف به این رنگ آغشته شده و پس از جذب رنگ توسط الیاف، آنها را از خمره خارج کرده و در معرض هوا با یک ماده شیمیایی اکسید کننده قرار میدهند. در این مرحله رنگ اکسید شده و به صورت رنگین و نامحلول در می‌آید. رنگهای باستانی ایندیگو و تیریان از این جمله‌اند.
رنگ واکنشی
این رنگها که تحت عنوان رنگهای ظاهر شونده هم شناخته میشوند، در درون خود پارچه، تشکیل شده و ظاهر می‌گردند. مثال مهمی از این گروه رنگها، رنگهای آزو میباشند. رنگرزی با این رنگها به این صورت است که پارچه را در محلول قلیایی ترکیبی که باید رنگ در آن مشتق شود (فنل یا نفتول) فرو می‌بریم. سپس پارچه را در محلول سرد آمین دی ازت دار شده در داخل خود الیاف انجام شده و رنگ تشکیل میگردد. به رنگی که به این صورت حاصل میشود رنگ یخی نیز می‌گویند، زیرا برای پایداری و جلوگیری از تجزیه نمک دی آزونیوم دمای پائین ضرورت دارد.
رنگ پخش شونده
این دسته از رنگها در خود الیاف محلول هستند، اما در آب نامحلول میباشند. رنگهای پخش شونده در رنگرزی بسیاری از الیاف سنتزی بکار می‌روند. به این الیاف گاهی اوقات الیاف آبگریز نیز گفته میشود. معمولا ساختمان شیمیایی آنها فاقد گروههای قطبی است. روش رنگرزی به اینگونه است که رنگ به صورت پودر نرم در بعضی از ترکیبات آلی مناسب (معمولا ترکیبات فنل) حل میشود و در دما و فشار بالا در حمام‌های ویژه به الیاف منتقل میشود.
پژوهش در زمينه رنگ
پژوهش در زمينه رنگ، رزين و روكش‌هاي سطح و كاربردهاي متنوع اين مواد در صنايع مختلف، در گروه رنگ و روكش‌هاي سطح پژوهشگاه پليمر ايران انجام مي‌گيرد. در اين راستا گروه رنگ پژوهشگاه از طريق همكاري با صنايع مختلف طرح‌هاي مشتركي را بصورت طرح‌هاي ملي، صنعتي و پژوهشي در دست مطالعه و اجرا دارد.
تحقيقات در زمينه ارائه دانش فني و فرمولاسيون‌هاي روكش‌هاي سطح، اعم از سيستم‌هاي پايه آبي، حلالي، پودري و مركب‌هاي چاپ، ارائه سرويس و خدمات علمي و فني و تدوين استانداردهاي صنعتي در زمينه رنگ، روكش و چسب در اين گروه انجام مي‌گيرد. همچنين با توجه به كاربردهاي متنوعي كه مواد از قبيل چسب و رزين در صنايع مختلف دارند و در راستاي اعتلاي صنايع رزين كشور، بخش ديگري از فعاليت اين گروه در اين زمينه انجام مي‌گيرد. طراحي خط توليد نيمه صنعتي رزين، ارائه تكنيك‌هاي رزين در صنايع چسب و رزين، منطبق كردن اين صنايع با مسائل زيست محيطي از طريق ترويج عدم استفاده از حلال‌ها و نيز ارائه سمينارها و دوره‌هاي آموزشي در زمينه رنگ، رزين و روكش‌هاي سطح از جمله ديگر فعاليت‌هاي اين گروه مي‌باشد.
رنگ جادویی
محققان دانشگاه صنعتی سیدنی استرالیا، تحقیقی برای استفاده از نانوذرات اکسید وانادیم به عنوان رنگ‌دانه‌های هوشمند در دست انجام دارند. خواص نوری این ترکیب در دمای 60 درجه‌ی سانتیگراد تغییرات شدیدی میکند. نوع نانوساختاری این ماده خصوصیات دیگری نیز دارد و بر اثر تابش نور میتواند رفتار رزونانس پلاسمونی از خود نشان دهد. در این صورت شاید بتوان با استفاده از این رنگ، نور خورشید را به جریان برق تبدیل کرد.
در نگاه اول به نظر میرسد دمای 60 درجه برای کاربردهای هوای آزاد، دمای بالایی باشد. اما چند نکته وجوددارد؛ اول اینکه با افزودن (دوپ کردن) مولیبدن یا تنگستن به نانوذرات اکسید وانادیم میتوان دمای انتقال مذکور را چندین درجه پایین آورد. از طرفی، دمای هوا در کشوری مثل استرالیا خیلی وقت‌ها بالاتر از 40 درجه میشود. در چنین شرایطی دمای سطوح فلزی رنگ شده به آسانی به بالاتر از 60 درجه میرسد.
در طیف فروسرخ نزدیک (near-infrared) نور، تفاوت بین حالات دماپایین و دمابالا خیلی برجسته است؛ این بخش از نور دقیقاً همان چیزی است که برای رنگ هوشمند مورد نیاز است. اما آیا تفاوت، آنقدر هست که بتواند میزان حرارت وارد شده به سطح رنگی را تغییر دهد؟
تیم محققان دانشگاه سیدنی در مقاله‌ی اخیر خود در مجله‌ی Nanotechnology اینگونه به این سوال پاسخ داده اند؛ آنها مقداری رنگ‌دانه‌ی اکسید وانادیم را به یک روش ساده‌ی شیمی تهیه کردند و خواص پراکنش نور را در سطوحی که با آن رنگ شده بود اندازه گرفتند.
شبیه‌سازی خواص نوری نانوذرات اکسید وانادیم
آنها اعلام کردند که پاسخ این سوال هم بله است هم خیر! بله به این علت که تغییر در دمای رنگ باعث تغییر در میزان امواج فروسرخ جذب شده به‌وسیله‌ی رنگ میشود و این تغییرات با پیش بینی‌های تئوری تطابق دارد. اما نه به این دلیل که این تغییرات میتواند حرارت وارد شده به ساختار را فقط چند درصد تغییر دهد.
بنابراین اکسید وانادیم علی‌رقم خواص فوق‌العاده‌ی انتقال فاز در 60 درجه‌ی سانتی گراد، نمی‌تواند راه حلی برای این مسئله باشد.
رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. انسان در پهنه تولید تزئین خانه ها، پوشاک و حتی نوشابه ها در هنر، نقاشی، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولات مصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد. بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می شود.رنگ چیست ؟
تاثیر فیزیکی و روانی است که پس از باز تابش نور از جسم به چشم ما میرسد.
توسط 3 فاکتور بیان میشود:
1 – فام: بیانگر نوع رنگ میباشد. (زرد – قرمز- آبی و…..)
2- عمق: نشاندهنده کمرنگ و پررنگ بودن میباشد.
3- خلوص: شفافیت رنگ را بیان مینماید.
رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی را در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناسی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. رنگ با حفظ اهمیت ویژه و بی چون و چرای خود در مبانی زیبایی های هنر قدیم در روزگار ما عامل پر توانی در آراستن و جلوه گری همه ی آثار زندگی و زیبا گردانیدن و مطلوب نمودن کالاها و وسایلی است که به دست توانای انسان تولید می گردد. انسان در پهنه ی تولید، تزئین خانه ها، پوشاک، در هنر نقاشی، صنایع کشتی رانی، امور ارتباطات، محصولات مصرفی و خلاصه در همه ی شئونات زندگی با رنگ سروکار دارد.
بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط، جهت حفاظت اشیاء در مقابل عوامل طبیعی و سببی از قبیل ضربه، خراش، ساییدگی، مواد شیمیایی، حلال ها، آب و هوای جوی و غیره استفاده میگردد و بندرت دیده شده است که سطح یک جسم مورد دید را فقط با رنگ حفاظتی بپوشانند و از رنگ رویه تزئینی استفاده ننمایند.
صنعت رنگ سازی قدمت طولانی دارد. اوایل رنگ را به طریق ابتدائی از روغن های گیاهی با استفاده از آسیاب های سنگی و دستی جهت نرم کردن رنگدانه ها تولید می کردند.اما امروزه با پیشرفت صنعت و تکنولوژی، رنگ سازی پیشرفت شایانی نموده به طوریکه توانسته در میدان علم و صنعت جایی پر نفوذ برای خود باز نماید و به جرات می توان گفت که یکی از ارکان مهم هر یک از تولیدات صنایع گوناگونی که به مصارف عمومی و یا خصوصی می رسند، می باشد.
رزین (Resin) در لغت به معنی صمغ کاج است. رزین پایه اصلی رنگ است و سایر اجزای رنگ به وسیله آن به یکدیگر و به سطح مورد نظر می چسبند. ضمنا رزین، با تشکیل فیلم، بعد از خشک شدن رنگ، باعث محافظت سطوح در برابر عوامل خارجی می شود.
کیفیت یک رنگ به نوع رزین آن بستگی دارد. به همین دلیل است که پوشش ها و رنگ های مختلف را بر حسب نوع رزین آن طبقه بندی می کنند.
واکنش تبدیل رنگ تر به یک فیلم جامد را که منحصرا به رزین مربوط می شود، خشک شدن می گویند که به روش های زیر انجام می شود:
الف) با تبخیر حلال موجود در رنگ مانند رزین های ونیلی
ب) ترکیب رزین با اکسیژن و یا بخار آب مانند آلکید رزین ها
پ) با کمک رطوبت هوا
ت) استفاده از حرارت جهت تسریع خشک کردن
ث) ترکیب با یک سخت کننده
پوشش ها و رنگ های مختلف را بر حسب نوع رزین آن طبقه بندی می کنند. رزین های مصرفی در رنگ ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:
الف) رزین های طبیعی: این رزین ها اغلب از صمغ و شیره درختان به دست می آید.
ب) رزین های مصنوعی: این رزین ها که امروزه به طرق مختلف تهیه می شوند عبارت اند از: رزین های آلکید، پلی استر، فنولیک، کلروکائوچو، آکریلیک و…
تئوری های موجود در مورد رنگی بودن یک ماده:
تئوری ویت:
طبق این تئوری ماده رنگزا از 2 قسمت تشکیل شده است:
1 – chromphor (کروموفور)
2 – auxochrom (آگزوکروم)
یک ترکیب آلی وقتی رنگی است که دارای یک یا چند گروه اشباع نشده داشته باشد که به این گروههای اشباع نشده کروموفور گویند.
گروههای شیمیایی موجود در ترکیب رنگی که باعث افزایش شدت رنگ میشوند آگزوکروم نام دارند.
تئوری آرمسترانگ:
طبق این تئوری تمام ترکیباتی که ساختار کینوئیدی داشته باشند رنگی هستند.
که این تئوری دارای مثال نقض میباشد پس این فرضیه رد شد.
تئوری: nietzki
هر چقدرجرم مولکولی ماده رنگی ما بالاتر برود رنگ ماده عمیق تر میشود.
که دارای مثال نقض میباشد.
تئوری های جدید:
بر پایه 2 اصل بیان شده است:
1 – کوانتایی بودن انرژی نور
2 – جذب اشعه توسط مولکول ها
تئوری پیوند ظرفیتی:
براساس این تئوری کروموفور گروههایی از اتم ها هستند که به وسیله ی انرژی جذب شده از حالت پایه به حالت برانگیخته منتقل میشوند ورنگ را ایجاد میکند.
آگزوکروم گروه هایی اند که تمایل دارند فرم رزونانس را با اثر متقابل جفت الکترون های غیر پیوندی آگزوکروم ها با پای الکترون های حلقه آروماتیک افزایش دهند.
رنگ
مواد رنگرزي مصرفي در نساجي به دو گروه اصلي و هر گروه به چند شاخه فرعي تقسيم شده است.
الف – مواد رنگرزي گروه اول: تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب محلول هستند به جز مواد رنگرزي ديسپرس كه خيلي جزيي محلول مي باشند و شامل مواد رنگرزي اسيدي، مستقيم، بازي و ديسپرس هستند.
ب- مواد رنگرزي گروه دوم: تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب نامحلول هستند كه به گروههاي فرعي ديگري تقسيم مي شوند:
1) مواد رنگرزي در نهايت به صورت ذرات بزرگ نامحلول در آب بر روي الياف ايجاد مي شوند و شامل مواد رنگرزي گوگردي، خمي و آزوئيك است.
2) با الياف پيوند كوالانسي تشكيل مي دهند و شامل مواد رنگرزي راكتيو مي باشد.
3) مواد رنگرزيي كه با دندانه هاي فلزي روي الياف به كار مي روند و شامل مواد رنگرزي كرومي، يا متاكروم هستند.
4) ذرات غير قابل حل در داخل ليف محاط مي شوند و به خاطر اندازه و بي اثر بودنشان فرآيند برگشت ناپذير است.
– درخشان كننده هاي فلورسنتي
1 – رنگ هاي اسيدي
مهمترين مصرف اين رنگ ها در رنگرزي پشم بوده ولي گاهي براي رنگرزي ابريشم، پلي آميدها، آكريليك و الياف پروتئيني ديگر نيز به كار مي روند. معمولاً محيط حمام رنگرزي اين اسيدي و شامل اسيد سولفوريك، فرميك و استيك مي باشد ولي گاهي بعضي از آنها در محيط هاي خنثي و كمي قليايي نيز به كا برده مي شوند. از نظر شيميايي رنگهاي اسيدي شامل رنگ هاي آزو، آنتراكينوني، تري فنيل متان، آزين، گزنتين، كينون، ايمين، نيترو و نيتروزو مي باشند. مقاومت اين نوع رنگ ها بسيار متغير است و به ساختمان شيميايي آنها بستگي دارد. اين رنگ ها بر روي انواع مختلف پشم، نخ، نمد، آستري و گاهي ابريشم، پلي آميدها، الياف آكريليك و الياف پروتئيني رنگهاي روشن ايجاد مي نمايند.
2 – رنگ هاي بازي
اين رنگ ها كه از نظر شيميايي به رنگ هاي كاتيوني معروف هستند، به صورت نمك بوده و سيستم كروموفريك آن در قسمت كاتيون مي باشد. اين رنگ ها از اولين رنگ هاي سنيتيك بوده ولي امروزه به مقدار خيلي زياد تهيه مي شوند. رنگ هاي بازي از شفافيت به خصوصي بر خوردار هستند و رنگ هاي قرمز، بنفش، آبي و سبز را توليد مي كنند. در مقابل نور مقاومت خوبي از خود نشان نمي دهند ولي در عوض اغلب الياف را توسط آنها مي توان رنگ نمود. رنگ هاي تري فنيل متان و دي فنيل متان از عمده ترين رنگ هاي كاتيوني مي باشند. سيستم كروموفوري آن شامل كربن مركزي بوده كه سه حلقه آروماتيك به آن متصل است. رنگ و خواص تركيب بستگي به نوع و تعداد آكسوكرومهايي از قبيلNR2 – OH – (آريل آلكيل، آريل يا آلكيل = R) و غيره در سه محل پارا خواهد داشت. نمونه هايي از اين رنگ ها سبز مالاكيت، بنفش كريستال و آبي ميكرل هيدرول مي باشد. اين رنگ ها براي رنگرزي پشم، ابريشم، پنبه دندانه دار شده با تانن و الياف آكريليك به كار مي روند.
3 – رنگ هاي مستقيم
از آنجايي كه اين رنگ ها بدون دندانه به كار برده مي شوند، لذا به رنگ هاي مستقيم معروف هستند. اين دسته رنگ هاي آنيوني بوده كه در محيط آبكي شامل الكتروليت براي رنگرزي الياف سلولزي مصرف مي شوند. در ضمن بعضي از اين رنگ ها توسط واكنشهاي آزوتاسيون مستقيماً بر روي الياف ظاهر مي گردند.
4 – رنگ هاي ديسپرس
اين رنگ ها كه از نوع شيميايي آزو، آنتراكينوني و نيترو مي باشند، اغلب داراي گروه هاي آمينو يا آمينوي استخلاف شده هستند. ولي گروه هاي قابل حل نظير اسيد سولفونيك ندارند و در محيط هاي آبكي همراه با مواد ديسپرس كننده به كار مي روند. موارد استعمال اصلي اين رنگ ها در رنگرزي استات سلولز، نايلئن، پلي استر، الياف آكريليك، پشم و الياف پلي آميدي است.
5 – رنگ هاي گوگردي
اين رنگ ها كه عمدتاً براي رنگرزي الياف سلولزي به كار مي روند داراي ثبات متوسط در مقابل اكثر عوامل خارجي هستند. نمونه هاي سياه، سبز، آبي و قهوه ايي اين رنگ ها ثبات خوبي در مقابل نور از خود نشان مي دهند. آنها رنگ هاي غير قابل حل در آب هستند كه شامل گوگرد در سيستم كروموفري و هم جزء زنجير پلي سولفيد مي باشند. اين رنگ ها معمولاً در حمام سولفيد سديم به كار رفته و مي توانند به فرم قابل حل در آب احياء گردند و توسط هوا، اكسيداسيون دوباره رنگ دوباره بر روي الياف انجام مي پذيرد.
6 – رنگ هاي خمي
اين رنگ ها كه گروه بزرگي را تشكيل مي دهند عمدتاً از انواع شيميايي آنتراكينوني، نيلي گوگردي مي باشند. اين رنگ ها نامحلول بوده و به كمك سود كوستيك و سديم هيدروسولفيت احياء مي شوند و به صورت لوكوي محلول در مي آيند. اين لوكو جذب ليف شده توسط اكسيداسيون (در بعضي موارد به كمك اكسيزن هوا و در بعضي موارد توسط بيكرومات پتاسيم) مجدداً به شكل نامحلول در داخل ليف در مي آيد. اين رنگ ها در درجه اول براي رنگرزي پنبه و در درجه دوم براي پشم، ابريشم و استات سلولز مورد استفاده قرار مي گيرند.
7 – رنگ هاي آزوئيك
اين رنگ ها، رنگ هاي آزوي غير قابل حل مي باشند كه بر روي الياف تشكيل مي گردند و اغلب از تركيبات نفتل ها و مشتقاتشان با نمك هاي دي آزونيم حاصل مي شوند.ثبات اين نوع رنگ ها در روي الياف سلولزي نظير پنبه در مقابل نور و شستشو بسيار ساده است.
8 – رنگ هاي راكتيو
اين رنگ ها در سالهاي اخير كشف شده است و از مشخصات آنها وجود يك اتم و يا مجموعي از اتم هاي مستعد فعل و انفعالات مانند NH2 OH CL مي باشد كه با عامل هيدروكسيل سلولز و يا عامل آمين و آميد پشم و بالاخره با الياف سنتتيك مشابه واكنش مي دهد. مواد رنگرزي راكتيو هم اكنون از اهميت قابل توجهي براي رنگرزي الياف سلولزي، به تنهايي و يا در مخلوط با ديگر الياف برخوردارند. آنها همچنين براي رنگرزي الياف پشمي و ابريشمي نيز به كار مي روند. گروه كوچكي از مواد رنگرزي ديسپرس راكتيو به نام پرسينيل قابل استفاده براي رنگرزي نايلونها هستند.
9 – رنگ هاي دندانه ايي (رنگ هاي كروم دار يا متا كروم)
اين رنگ ها شامل انواع شيميايي آزو و آنتراكينوني مي باشند. بعضي از رنگ هاي اسيدي نيز با فلزات كمپلكس و بر روي الياف لاك توليد مي نمايند (به عنوان مثال با كروم) كه داراي مقاومتي بهتر از رنگ اسيدي در مقابل آب و رطوبت مي باشد. رنگ هاي كمپلكس فلزي همان لاكهاي كروم دار است كه از كمپلكس فلزي رنگ هاي دي هيدروكسي تهيه شده و براي رنگرزي پشم و الياف پلي آميدي به كار مي روند. رنگ هاي كمپلكس فلزي بر حسب كاربدشان در حمام هاي مختلف رنگرزي به دو دسته تقسيم مي شوند:
الف) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط اسيدي (رنگ هاي آزو با فلز كروم به نسبت 1:1)
ب) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط خنثي (رنگ هاي آزو با فلزات كروم يا كبالت به نسبت 2:1)
10 – پيگمنت ها
اساس كاربرد پيگمنت ها براي رنگ كردن الياف نساجي كاملاً با طبقات مواد رنگرزي ذكر شده كه در آنها نفوذ مولكول ماده رنگرزي به داخل ليف يك مرحله اساسي فرآيند رنگرزي مي باشد، متفاوت است. پيگمنت ها چون از نظر فيزيكي داراي ذرات درشت غير محلول در آب مي باشند، بنابراين آنها را نمي توان در هر مرحله اي از فرآيند نساجي به داخل ليف وارد كرد. به هر حال پيگمنت ها را مي توان در طي توليد الياف با مواد تشكيل دهنده الياف كه به صورت پليمر مي باشد، قبل از عمل ريسندگي كه منجر به تشكيل فيلامنت ها مي گردد مخلوط نمود. چنين فرآيندي را رنگ كردن توده پليمري مي نامند. كالاي رنگ شده ثبات شستشويي بالايي دارد. اين روش به رنگ كردن الياف مصنوعي محدود شده است.
11 – درخشان كننده هاي فلورسنتي
اين مواد تركيبات بي رنگي هستند كه تشعشعات ماوراء بنفش را جذب نموده و تبديل به تشعشعات نور مريي كه معمولاً بين طيف آبي تا بنفش مي باشند مي نمايند. هنگاميكه اين مواد را براي سفيد كردن كالاهاي نساجي به كار مي برند، به خاطر نور آبي منتشر شده از سطح كالاي نساجي اثر زردي كالا را خنثي مي كنند. به طوريكه مقدار كلي نور منتشر شده را افزايش داده و كالا سفيدتر و درخشان تر به نظر مي رسد. درخشان كننده هاي فلورسنتي به معرفهاي آبي كننده قديمي مثل اولترامارين متيل بنفش برتري دارند. اين مواد به مقدار زياد در تهيه صابون و پودر هاي رختشويي مصرف مي شوند. به منظور رنگرزي در درجه اول براي پنبه و در درجه دوم براي پشم و نايلون به كار مي روند.
رنگها را معمولا براساس خواص آنها و ساختمان ماده اصلی (ساختمان شیمیایی مواد) طبقه بندی میکنند. روش دیگر طبقه بندی رنگها براساس روش مصرف آنها در رنگرزی میباشد. روش و تکنیک رنگرزی به ساختمان، طبیعت الیاف یا شئ مورد رنگرزی بستگی دارد. به عبارت دیگر رنگرزی پشم و ابریشم و دیگر الیاف به دست آمده از حیوانات با رنگرزی پنبه و الیاف به دست آمده از گیاهان تفاوت دارد.
نقش ساختمان شیمیایی الیاف در تعیین رنگ مورد نیاز
در رنگرزی همیشه ساختمان شیمیایی الیاف تعیین کننده نوع رنگ مورد نیاز و تکنیک رنگرزی میباشد. به عنوان مثال الیاف حیوان مانند پشم و ابریشم از پروتئین تشکیل شده‌اند و دارای گروههای اسیدی و بازی میباشند. این گروهها نقاطی هستند که در آنها مولکول رنگ خود را به الیاف متصل میکند. پس برای رنگرزی این گونه الیاف باید از رنگهایی که دارای بنیان اسیدی و بازی هستند استفاده کرد.
پنبه یک کربوهیدرات میباشد و تنها محتوی پیوندهای خنثای اتری و گروههای هیدروکسیل است. در این نقاط پیوندهای هیدروژنی بین الیاف و رنگ ایجاد میشود. پس باید از رنگهای متناسب با خصوصیات الیاف پنبه‌ای استفاده کرد. متصل کردن رنگ به الیاف مصنوعی و سنتزی مانند پلی اولفین‌ها و هیدروکربنها که کاملا عاری از گروههای قطبی هستند، تکنیک و روش دیگری را می‌طلبد. بر اساس روش رنگرزی به صورت زیر دسته‌بندی میشود.
رنگهای مستقیم یا رنگهای جوهری
این دسته از رنگها دارای گروهها و عوامل قطبی مانند عوامل اسیدی و بازی هستند و با استفاده از این گروهها، رنگ با الیاف ترکیب میشود. برای رنگرزی پارچه با اینگونه رنگها فقط کافی است که پارچه را در محلول آبی و داغ رنگ فرو ببریم. اسید پیکریک و ماریتوس زرد از جمله این رنگها هستند. هر دو رنگ، اسیدی بوده و با گروههای آمینه الیاف پروتئینی ترکیب میشوند. نایلون نیز که یک پلی‌آمید است، با این رنگها قابل رنگرزی است.
رنگ دانه‌ای
این دسته از رنگها شامل ترکیباتی هستند که میتوانند با برخی از اکسیدهای فلزی ترکیب شده و نمکهای نامحلول و رنگی که لاک نامیده میشوند، تشکیل دهند. روش رنگرزی با این رنگها از کهن‌ترین روشهای تثبیت رنگ روی الیاف بوده است. این رنگها بیشتر برای رنگرزی ابریشم و پنبه بکار میرود. در رنگرزی با رنگهای دانه‌ای پارچه یا الیاف، رنگی به نظر می‌رسند. چون الیاف توسط لایه‌ای از رسوب رنگین پوشانده میشود. برای ایجاد دندانه روی رنگها معمولا از اکسیدهای آلومینیوم، کروم و آهن استفاده میشود. آلیزارین نمونه‌ای از این رنگها میباشد.
رنگ خمیری
رنگ خمیری ماده‌ای است که در شکل کاهش یافته، محلول در آب بوده و ممکن است بی‌رنگ هم باشد. در این حالت الیاف به این رنگ آغشته شده و پس از جذب رنگ توسط الیاف، آنها را از خمره خارج کرده و در معرض هوا با یک ماده شیمیایی اکسید کننده قرار میدهند. در این مرحله رنگ اکسید شده و به صورت رنگین و نامحلول در می‌آید. رنگهای باستانی ایندیگو و تیریان از این جمله‌اند.
رنگ واکنشی
این رنگها که تحت عنوان رنگهای ظاهر شونده هم شناخته میشوند، در درون خود پارچه، تشکیل شده و ظاهر می‌گردند. مثال مهمی از این گروه رنگها، رنگهای آزو میباشند. رنگرزی با این رنگها به این صورت است که پارچه را در محلول قلیایی ترکیبی که باید رنگ در آن مشتق شود (فنل یا نفتول) فرو می‌بریم. سپس پارچه را در محلول سرد آمین دی ازت دار شده در داخل خود الیاف انجام شده و رنگ تشکیل میگردد. به رنگی که به این صورت حاصل میشود رنگ یخی نیز می‌گویند، زیرا برای پایداری و جلوگیری از تجزیه نمک دی آزونیوم دمای پائین ضرورت دارد.
رنگ پخش شونده
این دسته از رنگها در خود الیاف محلول هستند، اما در آب نامحلول میباشند. رنگهای پخش شونده در رنگرزی بسیاری از الیاف سنتزی بکار می‌روند. به این الیاف گاهی اوقات الیاف آبگریز نیز گفته میشود. معمولا ساختمان شیمیایی آنها فاقد گروههای قطبی است. روش رنگرزی به اینگونه است که رنگ به صورت پودر نرم در بعضی از ترکیبات آلی مناسب (معمولا ترکیبات فنل) حل میشود و در دما و فشار بالا در حمام‌های ویژه به الیاف منتقل میشود.
پژوهش در زمينه رنگ
پژوهش در زمينه رنگ، رزين و روكش‌هاي سطح و كاربردهاي متنوع اين مواد در صنايع مختلف، در گروه رنگ و روكش‌هاي سطح پژوهشگاه پليمر ايران انجام مي‌گيرد. در اين راستا گروه رنگ پژوهشگاه از طريق همكاري با صنايع مختلف طرح‌هاي مشتركي را بصورت طرح‌هاي ملي، صنعتي و پژوهشي در دست مطالعه و اجرا دارد.
تحقيقات در زمينه ارائه دانش فني و فرمولاسيون‌هاي روكش‌هاي سطح، اعم از سيستم‌هاي پايه آبي، حلالي، پودري و مركب‌هاي چاپ، ارائه سرويس و خدمات علمي و فني و تدوين استانداردهاي صنعتي در زمينه رنگ، روكش و چسب در اين گروه انجام مي‌گيرد. همچنين با توجه به كاربردهاي متنوعي كه مواد از قبيل چسب و رزين در صنايع مختلف دارند و در راستاي اعتلاي صنايع رزين كشور، بخش ديگري از فعاليت اين گروه در اين زمينه انجام مي‌گيرد. طراحي خط توليد نيمه صنعتي رزين، ارائه تكنيك‌هاي رزين در صنايع چسب و رزين، منطبق كردن اين صنايع با مسائل زيست محيطي از طريق ترويج عدم استفاده از حلال‌ها و نيز ارائه سمينارها و دوره‌هاي آموزشي در زمينه رنگ، رزين و روكش‌هاي سطح از جمله ديگر فعاليت‌هاي اين گروه مي‌باشد.
رنگ جادویی
محققان دانشگاه صنعتی سیدنی استرالیا، تحقیقی برای استفاده از نانوذرات اکسید وانادیم به عنوان رنگ‌دانه‌های هوشمند در دست انجام دارند. خواص نوری این ترکیب در دمای 60 درجه‌ی سانتیگراد تغییرات شدیدی میکند. نوع نانوساختاری این ماده خصوصیات دیگری نیز دارد و بر اثر تابش نور میتواند رفتار رزونانس پلاسمونی از خود نشان دهد. در این صورت شاید بتوان با استفاده از این رنگ، نور خورشید را به جریان برق تبدیل کرد.
در نگاه اول به نظر میرسد دمای 60 درجه برای کاربردهای هوای آزاد، دمای بالایی باشد. اما چند نکته وجوددارد؛ اول اینکه با افزودن (دوپ کردن) مولیبدن یا تنگستن به نانوذرات اکسید وانادیم میتوان دمای انتقال مذکور را چندین درجه پایین آورد. از طرفی، دمای هوا در کشوری مثل استرالیا خیلی وقت‌ها بالاتر از 40 درجه میشود. در چنین شرایطی دمای سطوح فلزی رنگ شده به آسانی به بالاتر از 60 درجه میرسد.
در طیف فروسرخ نزدیک (near-infrared) نور، تفاوت بین حالات دماپایین و دمابالا خیلی برجسته است؛ این بخش از نور دقیقاً همان چیزی است که برای رنگ هوشمند مورد نیاز است. اما آیا تفاوت، آنقدر هست که بتواند میزان حرارت وارد شده به سطح رنگی را تغییر دهد؟
تیم محققان دانشگاه سیدنی در مقاله‌ی اخیر خود در مجله‌ی Nanotechnology اینگونه به این سوال پاسخ داده اند؛ آنها مقداری رنگ‌دانه‌ی اکسید وانادیم را به یک روش ساده‌ی شیمی تهیه کردند و خواص پراکنش نور را در سطوحی که با آن رنگ شده بود اندازه گرفتند.
شبیه‌سازی خواص نوری نانوذرات اکسید وانادیم
آنها اعلام کردند که پاسخ این سوال هم بله است هم خیر! بله به این علت که تغییر در دمای رنگ باعث تغییر در میزان امواج فروسرخ جذب شده به‌وسیله‌ی رنگ میشود و این تغییرات با پیش بینی‌های تئوری تطابق دارد. اما نه به این دلیل که این تغییرات میتواند حرارت وارد شده به ساختار را فقط چند درصد تغییر دهد.
بنابراین اکسید وانادیم علی‌رقم خواص فوق‌العاده‌ی انتقال فاز در 60 درجه‌ی سانتی گراد، نمی‌تواند راه حلی برای این مسئله باشد.
رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. انسان در پهنه تولید تزئین خانه ها، پوشاک و حتی نوشابه ها در هنر، نقاشی، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولات مصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد. بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می شود.
رنگ چیست ؟
تاثیر فیزیکی و روانی است که پس از باز تابش نور از جسم به چشم ما میرسد.
توسط 3 فاکتور بیان میشود:
1 – فام: بیانگر نوع رنگ میباشد. (زرد – قرمز- آبی و…..)
2- عمق: نشاندهنده کمرنگ و پررنگ بودن میباشد.
3- خلوص: شفافیت رنگ را بیان مینماید.
رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی را در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناسی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. رنگ با حفظ اهمیت ویژه و بی چون و چرای خود در مبانی زیبایی های هنر قدیم در روزگار ما عامل پر توانی در آراستن و جلوه گری همه ی آثار زندگی و زیبا گردانیدن و مطلوب نمودن کالاها و وسایلی است که به دست توانای انسان تولید می گردد. انسان در پهنه ی تولید، تزئین خانه ها، پوشاک، در هنر نقاشی، صنایع کشتی رانی، امور ارتباطات، محصولات مصرفی و خلاصه در همه ی شئونات زندگی با رنگ سروکار دارد.
بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط، جهت حفاظت اشیاء در مقابل عوامل طبیعی و سببی از قبیل ضربه، خراش، ساییدگی، مواد شیمیایی، حلال ها، آب و هوای جوی و غیره استفاده میگردد و بندرت دیده شده است که سطح یک جسم مورد دید را فقط با رنگ حفاظتی بپوشانند و از رنگ رویه تزئینی استفاده ننمایند.
صنعت رنگ سازی قدمت طولانی دارد. اوایل رنگ را به طریق ابتدائی از روغن های گیاهی با استفاده از آسیاب های سنگی و دستی جهت نرم کردن رنگدانه ها تولید می کردند.اما امروزه با پیشرفت صنعت و تکنولوژی، رنگ سازی پیشرفت شایانی نموده به طوریکه توانسته در میدان علم و صنعت جایی پر نفوذ برای خود باز نماید و به جرات می توان گفت که یکی از ارکان مهم هر یک از تولیدات صنایع گوناگونی که به مصارف عمومی و یا خصوصی می رسند، می باشد.
رزین (Resin) در لغت به معنی صمغ کاج است. رزین پایه اصلی رنگ است و سایر اجزای رنگ به وسیله آن به یکدیگر و به سطح مورد نظر می چسبند. ضمنا رزین، با تشکیل فیلم، بعد از خشک شدن رنگ، باعث محافظت سطوح در برابر عوامل خارجی می شود.
کیفیت یک رنگ به نوع رزین آن بستگی دارد. به همین دلیل است که پوشش ها و رنگ های مختلف را بر حسب نوع رزین آن طبقه بندی می کنند.
واکنش تبدیل رنگ تر به یک فیلم جامد را که منحصرا به رزین مربوط می شود، خشک شدن می گویند که به روش های زیر انجام می شود:
الف) با تبخیر حلال موجود در رنگ مانند رزین های ونیلی
ب) ترکیب رزین با اکسیژن و یا بخار آب مانند آلکید رزین ها
پ) با کمک رطوبت هوا
ت) استفاده از حرارت جهت تسریع خشک کردن
ث) ترکیب با یک سخت کننده
پوشش ها و رنگ های مختلف را بر حسب نوع رزین آن طبقه بندی می کنند. رزین های مصرفی در رنگ ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:
الف) رزین های طبیعی: این رزین ها اغلب از صمغ و شیره درختان به دست می آید.
ب) رزین های مصنوعی: این رزین ها که امروزه به طرق مختلف تهیه می شوند عبارت اند از: رزین های آلکید، پلی استر، فنولیک، کلروکائوچو، آکریلیک و…
تئوری های موجود در مورد رنگی بودن یک ماده:
تئوری ویت:
طبق این تئوری ماده رنگزا از 2 قسمت تشکیل شده است:
1 – chromphor (کروموفور)
2 – auxochrom (آگزوکروم)
یک ترکیب آلی وقتی رنگی است که دارای یک یا چند گروه اشباع نشده داشته باشد که به این گروههای اشباع نشده کروموفور گویند.
گروههای شیمیایی موجود در ترکیب رنگی که باعث افزایش شدت رنگ میشوند آگزوکروم نام دارند.
تئوری آرمسترانگ:
طبق این تئوری تمام ترکیباتی که ساختار کینوئیدی داشته باشند رنگی هستند.
که این تئوری دارای مثال نقض میباشد پس این فرضیه رد شد.
تئوری: nietzki
هر چقدرجرم مولکولی ماده رنگی ما بالاتر برود رنگ ماده عمیق تر میشود.
که دارای مثال نقض میباشد.
تئوری های جدید:
بر پایه 2 اصل بیان شده است:
1 – کوانتایی بودن انرژی نور
2 – جذب اشعه توسط مولکول ها
تئوری پیوند ظرفیتی:
براساس این تئوری کروموفور گروههایی از اتم ها هستند که به وسیله ی انرژی جذب شده از حالت پایه به حالت برانگیخته منتقل میشوند ورنگ را ایجاد میکند.
آگزوکروم گروه هایی اند که تمایل دارند فرم رزونانس را با اثر متقابل جفت الکترون های غیر پیوندی آگزوکروم ها با پای الکترون های حلقه آروماتیک افزایش دهند.
رنگ
مواد رنگرزي مصرفي در نساجي به دو گروه اصلي و هر گروه به چند شاخه فرعي تقسيم شده است.
الف – مواد رنگرزي گروه اول: تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب محلول هستند به جز مواد رنگرزي ديسپرس كه خيلي جزيي محلول مي باشند و شامل مواد رنگرزي اسيدي، مستقيم، بازي و ديسپرس هستند.
ب- مواد رنگرزي گروه دوم: تمام مواد رنگرزي در اين گروه در آب نامحلول هستند كه به گروههاي فرعي ديگري تقسيم مي شوند:
1) مواد رنگرزي در نهايت به صورت ذرات بزرگ نامحلول در آب بر روي الياف ايجاد مي شوند و شامل مواد رنگرزي گوگردي، خمي و آزوئيك است.
2) با الياف پيوند كوالانسي تشكيل مي دهند و شامل مواد رنگرزي راكتيو مي باشد.
3) مواد رنگرزيي كه با دندانه هاي فلزي روي الياف به كار مي روند و شامل مواد رنگرزي كرومي، يا متاكروم هستند.
4) ذرات غير قابل حل در داخل ليف محاط مي شوند و به خاطر اندازه و بي اثر بودنشان فرآيند برگشت ناپذير است.
– درخشان كننده هاي فلورسنتي
1 – رنگ هاي اسيدي
مهمترين مصرف اين رنگ ها در رنگرزي پشم بوده ولي گاهي براي رنگرزي ابريشم، پلي آميدها، آكريليك و الياف پروتئيني ديگر نيز به كار مي روند. معمولاً محيط حمام رنگرزي اين اسيدي و شامل اسيد سولفوريك، فرميك و استيك مي باشد ولي گاهي بعضي از آنها در محيط هاي خنثي و كمي قليايي نيز به كا برده مي شوند. از نظر شيميايي رنگهاي اسيدي شامل رنگ هاي آزو، آنتراكينوني، تري فنيل متان، آزين، گزنتين، كينون، ايمين، نيترو و نيتروزو مي باشند. مقاومت اين نوع رنگ ها بسيار متغير است و به ساختمان شيميايي آنها بستگي دارد. اين رنگ ها بر روي انواع مختلف پشم، نخ، نمد، آستري و گاهي ابريشم، پلي آميدها، الياف آكريليك و الياف پروتئيني رنگهاي روشن ايجاد مي نمايند.
2 – رنگ هاي بازي
اين رنگ ها كه از نظر شيميايي به رنگ هاي كاتيوني معروف هستند، به صورت نمك بوده و سيستم كروموفريك آن در قسمت كاتيون مي باشد. اين رنگ ها از اولين رنگ هاي سنيتيك بوده ولي امروزه به مقدار خيلي زياد تهيه مي شوند. رنگ هاي بازي از شفافيت به خصوصي بر خوردار هستند و رنگ هاي قرمز، بنفش، آبي و سبز را توليد مي كنند. در مقابل نور مقاومت خوبي از خود نشان نمي دهند ولي در عوض اغلب الياف را توسط آنها مي توان رنگ نمود. رنگ هاي تري فنيل متان و دي فنيل متان از عمده ترين رنگ هاي كاتيوني مي باشند. سيستم كروموفوري آن شامل كربن مركزي بوده كه سه حلقه آروماتيك به آن متصل است. رنگ و خواص تركيب بستگي به نوع و تعداد آكسوكرومهايي از قبيلNR2 – OH – (آريل آلكيل، آريل يا آلكيل = R) و غيره در سه محل پارا خواهد داشت. نمونه هايي از اين رنگ ها سبز مالاكيت، بنفش كريستال و آبي ميكرل هيدرول مي باشد. اين رنگ ها براي رنگرزي پشم، ابريشم، پنبه دندانه دار شده با تانن و الياف آكريليك به كار مي روند.
3 – رنگ هاي مستقيم
از آنجايي كه اين رنگ ها بدون دندانه به كار برده مي شوند، لذا به رنگ هاي مستقيم معروف هستند. اين دسته رنگ هاي آنيوني بوده كه در محيط آبكي شامل الكتروليت براي رنگرزي الياف سلولزي مصرف مي شوند. در ضمن بعضي از اين رنگ ها توسط واكنشهاي آزوتاسيون مستقيماً بر روي الياف ظاهر مي گردند.
4 – رنگ هاي ديسپرس
اين رنگ ها كه از نوع شيميايي آزو، آنتراكينوني و نيترو مي باشند، اغلب داراي گروه هاي آمينو يا آمينوي استخلاف شده هستند. ولي گروه هاي قابل حل نظير اسيد سولفونيك ندارند و در محيط هاي آبكي همراه با مواد ديسپرس كننده به كار مي روند. موارد استعمال اصلي اين رنگ ها در رنگرزي استات سلولز، نايلئن، پلي استر، الياف آكريليك، پشم و الياف پلي آميدي است.
5 – رنگ هاي گوگردي
اين رنگ ها كه عمدتاً براي رنگرزي الياف سلولزي به كار مي روند داراي ثبات متوسط در مقابل اكثر عوامل خارجي هستند. نمونه هاي سياه، سبز، آبي و قهوه ايي اين رنگ ها ثبات خوبي در مقابل نور از خود نشان مي دهند. آنها رنگ هاي غير قابل حل در آب هستند كه شامل گوگرد در سيستم كروموفري و هم جزء زنجير پلي سولفيد مي باشند. اين رنگ ها معمولاً در حمام سولفيد سديم به كار رفته و مي توانند به فرم قابل حل در آب احياء گردند و توسط هوا، اكسيداسيون دوباره رنگ دوباره بر روي الياف انجام مي پذيرد.
6 – رنگ هاي خمي
اين رنگ ها كه گروه بزرگي را تشكيل مي دهند عمدتاً از انواع شيميايي آنتراكينوني، نيلي گوگردي مي باشند. اين رنگ ها نامحلول بوده و به كمك سود كوستيك و سديم هيدروسولفيت احياء مي شوند و به صورت لوكوي محلول در مي آيند. اين لوكو جذب ليف شده توسط اكسيداسيون (در بعضي موارد به كمك اكسيزن هوا و در بعضي موارد توسط بيكرومات پتاسيم) مجدداً به شكل نامحلول در داخل ليف در مي آيد. اين رنگ ها در درجه اول براي رنگرزي پنبه و در درجه دوم براي پشم، ابريشم و استات سلولز مورد استفاده قرار مي گيرند.
7 – رنگ هاي آزوئيك
اين رنگ ها، رنگ هاي آزوي غير قابل حل مي باشند كه بر روي الياف تشكيل مي گردند و اغلب از تركيبات نفتل ها و مشتقاتشان با نمك هاي دي آزونيم حاصل مي شوند.ثبات اين نوع رنگ ها در روي الياف سلولزي نظير پنبه در مقابل نور و شستشو بسيار ساده است.
8 – رنگ هاي راكتيو
اين رنگ ها در سالهاي اخير كشف شده است و از مشخصات آنها وجود يك اتم و يا مجموعي از اتم هاي مستعد فعل و انفعالات مانند NH2 OH CL مي باشد كه با عامل هيدروكسيل سلولز و يا عامل آمين و آميد پشم و بالاخره با الياف سنتتيك مشابه واكنش مي دهد. مواد رنگرزي راكتيو هم اكنون از اهميت قابل توجهي براي رنگرزي الياف سلولزي، به تنهايي و يا در مخلوط با ديگر الياف برخوردارند. آنها همچنين براي رنگرزي الياف پشمي و ابريشمي نيز به كار مي روند. گروه كوچكي از مواد رنگرزي ديسپرس راكتيو به نام پرسينيل قابل استفاده براي رنگرزي نايلونها هستند.
9 – رنگ هاي دندانه ايي (رنگ هاي كروم دار يا متا كروم)
اين رنگ ها شامل انواع شيميايي آزو و آنتراكينوني مي باشند. بعضي از رنگ هاي اسيدي نيز با فلزات كمپلكس و بر روي الياف لاك توليد مي نمايند (به عنوان مثال با كروم) كه داراي مقاومتي بهتر از رنگ اسيدي در مقابل آب و رطوبت مي باشد. رنگ هاي كمپلكس فلزي همان لاكهاي كروم دار است كه از كمپلكس فلزي رنگ هاي دي هيدروكسي تهيه شده و براي رنگرزي پشم و الياف پلي آميدي به كار مي روند. رنگ هاي كمپلكس فلزي بر حسب كاربدشان در حمام هاي مختلف رنگرزي به دو دسته تقسيم مي شوند:
الف) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط اسيدي (رنگ هاي آزو با فلز كروم به نسبت 1:1)
ب) رنگ هاي فلزي با رنگرزي در محيط خنثي (رنگ هاي آزو با فلزات كروم يا كبالت به نسبت 2:1)
10 – پيگمنت ها
اساس كاربرد پيگمنت ها براي رنگ كردن الياف نساجي كاملاً با طبقات مواد رنگرزي ذكر شده كه در آنها نفوذ مولكول ماده رنگرزي به داخل ليف يك مرحله اساسي فرآيند رنگرزي مي باشد، متفاوت است. پيگمنت ها چون از نظر فيزيكي داراي ذرات درشت غير محلول در آب مي باشند، بنابراين آنها را نمي توان در هر مرحله اي از فرآيند نساجي به داخل ليف وارد كرد. به هر حال پيگمنت ها را مي توان در طي توليد الياف با مواد تشكيل دهنده الياف كه به صورت پليمر مي باشد، قبل از عمل ريسندگي كه منجر به تشكيل فيلامنت ها مي گردد مخلوط نمود. چنين فرآيندي را رنگ كردن توده پليمري مي نامند. كالاي رنگ شده ثبات شستشويي بالايي دارد. اين روش به رنگ كردن الياف مصنوعي محدود شده است.
11 – درخشان كننده هاي فلورسنتي
اين مواد تركيبات بي رنگي هستند كه تشعشعات ماوراء بنفش را جذب نموده و تبديل به تشعشعات نور مريي كه معمولاً بين طيف آبي تا بنفش مي باشند مي نمايند. هنگاميكه اين مواد را براي سفيد كردن كالاهاي نساجي به كار مي برند، به خاطر نور آبي منتشر شده از سطح كالاي نساجي اثر زردي كالا را خنثي مي كنند. به طوريكه مقدار كلي نور منتشر شده را افزايش داده و كالا سفيدتر و درخشان تر به نظر مي رسد. درخشان كننده هاي فلورسنتي به معرفهاي آبي كننده قديمي مثل اولترامارين متيل بنفش برتري دارند. اين مواد به مقدار زياد در تهيه صابون و پودر هاي رختشويي مصرف مي شوند. به منظور رنگرزي در درجه اول براي پنبه و در درجه دوم براي پشم و نايلون به كار مي روند.
رنگها را معمولا براساس خواص آنها و ساختمان ماده اصلی (ساختمان شیمیایی مواد) طبقه بندی میکنند. روش دیگر طبقه بندی رنگها براساس روش مصرف آنها در رنگرزی میباشد. روش و تکنیک رنگرزی به ساختمان، طبیعت الیاف یا شئ مورد رنگرزی بستگی دارد. به عبارت دیگر رنگرزی پشم و ابریشم و دیگر الیاف به دست آمده از حیوانات با رنگرزی پنبه و الیاف به دست آمده از گیاهان تفاوت دارد.
نقش ساختمان شیمیایی الیاف در تعیین رنگ مورد نیاز
در رنگرزی همیشه ساختمان شیمیایی الیاف تعیین کننده نوع رنگ مورد نیاز و تکنیک رنگرزی میباشد. به عنوان مثال الیاف حیوان مانند پشم و ابریشم از پروتئین تشکیل شده‌اند و دارای گروههای اسیدی و بازی میباشند. این گروهها نقاطی هستند که در آنها مولکول رنگ خود را به الیاف متصل میکند. پس برای رنگرزی این گونه الیاف باید از رنگهایی که دارای بنیان اسیدی و بازی هستند استفاده کرد.
پنبه یک کربوهیدرات میباشد و تنها محتوی پیوندهای خنثای اتری و گروههای هیدروکسیل است. در این نقاط پیوندهای هیدروژنی بین الیاف و رنگ ایجاد میشود. پس باید از رنگهای متناسب با خصوصیات الیاف پنبه‌ای استفاده کرد. متصل کردن رنگ به الیاف مصنوعی و سنتزی مانند پلی اولفین‌ها و هیدروکربنها که کاملا عاری از گروههای قطبی هستند، تکنیک و روش دیگری را می‌طلبد. بر اساس روش رنگرزی به صورت زیر دسته‌بندی میشود.
رنگهای مستقیم یا رنگهای جوهری
این دسته از رنگها دارای گروهها و عوامل قطبی مانند عوامل اسیدی و بازی هستند و با استفاده از این گروهها، رنگ با الیاف ترکیب میشود. برای رنگرزی پارچه با اینگونه رنگها فقط کافی است که پارچه را در محلول آبی و داغ رنگ فرو ببریم. اسید پیکریک و ماریتوس زرد از جمله این رنگها هستند. هر دو رنگ، اسیدی بوده و با گروههای آمینه الیاف پروتئینی ترکیب میشوند. نایلون نیز که یک پلی‌آمید است، با این رنگها قابل رنگرزی است.
رنگ دانه‌ای
این دسته از رنگها شامل ترکیباتی هستند که میتوانند با برخی از اکسیدهای فلزی ترکیب شده و نمکهای نامحلول و رنگی که لاک نامیده میشوند، تشکیل دهند. روش رنگرزی با این رنگها از کهن‌ترین روشهای تثبیت رنگ روی الیاف بوده است. این رنگها بیشتر برای رنگرزی ابریشم و پنبه بکار میرود. در رنگرزی با رنگهای دانه‌ای پارچه یا الیاف، رنگی به نظر می‌رسند. چون الیاف توسط لایه‌ای از رسوب رنگین پوشانده میشود. برای ایجاد دندانه روی رنگها معمولا از اکسیدهای آلومینیوم، کروم و آهن استفاده میشود. آلیزارین نمونه‌ای از این رنگها میباشد.
رنگ خمیری
رنگ خمیری ماده‌ای است که در شکل کاهش یافته، محلول در آب بوده و ممکن است بی‌رنگ هم باشد. در این حالت الیاف به این رنگ آغشته شده و پس از جذب رنگ توسط الیاف، آنها را از خمره خارج کرده و در معرض هوا با یک ماده شیمیایی اکسید کننده قرار میدهند. در این مرحله رنگ اکسید شده و به صورت رنگین و نامحلول در می‌آید. رنگهای باستانی ایندیگو و تیریان از این جمله‌اند.
رنگ واکنشی
این رنگها که تحت عنوان رنگهای ظاهر شونده هم شناخته میشوند، در درون خود پارچه، تشکیل شده و ظاهر می‌گردند. مثال مهمی از این گروه رنگها، رنگهای آزو میباشند. رنگرزی با این رنگها به این صورت است که پارچه را در محلول قلیایی ترکیبی که باید رنگ در آن مشتق شود (فنل یا نفتول) فرو می‌بریم. سپس پارچه را در محلول سرد آمین دی ازت دار شده در داخل خود الیاف انجام شده و رنگ تشکیل میگردد. به رنگی که به این صورت حاصل میشود رنگ یخی نیز می‌گویند، زیرا برای پایداری و جلوگیری از تجزیه نمک دی آزونیوم دمای پائین ضرورت دارد.
رنگ پخش شونده
این دسته از رنگها در خود الیاف محلول هستند، اما در آب نامحلول میباشند. رنگهای پخش شونده در رنگرزی بسیاری از الیاف سنتزی بکار می‌روند. به این الیاف گاهی اوقات الیاف آبگریز نیز گفته میشود. معمولا ساختمان شیمیایی آنها فاقد گروههای قطبی است. روش رنگرزی به اینگونه است که رنگ به صورت پودر نرم در بعضی از ترکیبات آلی مناسب (معمولا ترکیبات فنل) حل میشود و در دما و فشار بالا در حمام‌های ویژه به الیاف منتقل میشود.
پژوهش در زمينه رنگ
پژوهش در زمينه رنگ، رزين و روكش‌هاي سطح و كاربردهاي متنوع اين مواد در صنايع مختلف، در گروه رنگ و روكش‌هاي سطح پژوهشگاه پليمر ايران انجام مي‌گيرد. در اين راستا گروه رنگ پژوهشگاه از طريق همكاري با صنايع مختلف طرح‌هاي مشتركي را بصورت طرح‌هاي ملي، صنعتي و پژوهشي در دست مطالعه و اجرا دارد.
تحقيقات در زمينه ارائه دانش فني و فرمولاسيون‌هاي روكش‌هاي سطح، اعم از سيستم‌هاي پايه آبي، حلالي، پودري و مركب‌هاي چاپ، ارائه سرويس و خدمات علمي و فني و تدوين استانداردهاي صنعتي در زمينه رنگ، روكش و چسب در اين گروه انجام مي‌گيرد. همچنين با توجه به كاربردهاي متنوعي كه مواد از قبيل چسب و رزين در صنايع مختلف دارند و در راستاي اعتلاي صنايع رزين كشور، بخش ديگري از فعاليت اين گروه در اين زمينه انجام مي‌گيرد. طراحي خط توليد نيمه صنعتي رزين، ارائه تكنيك‌هاي رزين در صنايع چسب و رزين، منطبق كردن اين صنايع با مسائل زيست محيطي از طريق ترويج عدم استفاده از حلال‌ها و نيز ارائه سمينارها و دوره‌هاي آموزشي در زمينه رنگ، رزين و روكش‌هاي سطح از جمله ديگر فعاليت‌هاي اين گروه مي‌باشد.
رنگ جادویی
محققان دانشگاه صنعتی سیدنی استرالیا، تحقیقی برای استفاده از نانوذرات اکسید وانادیم به عنوان رنگ‌دانه‌های هوشمند در دست انجام دارند. خواص نوری این ترکیب در دمای 60 درجه‌ی سانتیگراد تغییرات شدیدی میکند. نوع نانوساختاری این ماده خصوصیات دیگری نیز دارد و بر اثر تابش نور میتواند رفتار رزونانس پلاسمونی از خود نشان دهد. در این صورت شاید بتوان با استفاده از این رنگ، نور خورشید را به جریان برق تبدیل کرد.
در نگاه اول به نظر میرسد دمای 60 درجه برای کاربردهای هوای آزاد، دمای بالایی باشد. اما چند نکته وجوددارد؛ اول اینکه با افزودن (دوپ کردن) مولیبدن یا تنگستن به نانوذرات اکسید وانادیم میتوان دمای انتقال مذکور را چندین درجه پایین آورد. از طرفی، دمای هوا در کشوری مثل استرالیا خیلی وقت‌ها بالاتر از 40 درجه میشود. در چنین شرایطی دمای سطوح فلزی رنگ شده به آسانی به بالاتر از 60 درجه میرسد.
در طیف فروسرخ نزدیک (near-infrared) نور، تفاوت بین حالات دماپایین و دمابالا خیلی برجسته است؛ این بخش از نور دقیقاً همان چیزی است که برای رنگ هوشمند مورد نیاز است. اما آیا تفاوت، آنقدر هست که بتواند میزان حرارت وارد شده به سطح رنگی را تغییر دهد؟
تیم محققان دانشگاه سیدنی در مقاله‌ی اخیر خود در مجله‌ی Nanotechnology اینگونه به این سوال پاسخ داده اند؛ آنها مقداری رنگ‌دانه‌ی اکسید وانادیم را به یک روش ساده‌ی شیمی تهیه کردند و خواص پراکنش نور را در سطوحی که با آن رنگ شده بود اندازه گرفتند.
شبیه‌سازی خواص نوری نانوذرات اکسید وانادیم
آنها اعلام کردند که پاسخ این سوال هم بله است هم خیر! بله به این علت که تغییر در دمای رنگ باعث تغییر در میزان امواج فروسرخ جذب شده به‌وسیله‌ی رنگ میشود و این تغییرات با پیش بینی‌های تئوری تطابق دارد. اما نه به این دلیل که این تغییرات میتواند حرارت وارد شده به ساختار را فقط چند درصد تغییر دهد.
بنابراین اکسید وانادیم علی‌رقم خواص فوق‌العاده‌ی انتقال فاز در 60 درجه‌ی سانتی گراد، نمی‌تواند راه حلی برای این مسئله باشد.
رنگ در دنیای امروز نقش بسیار مهمی در پرورش ذوق و قرایح بشری و ارضای نیازهای زیبا شناختی وی ایفا می کند. بدین جهت است که احساس رنگ را به تعبیری حس هفتم می گویند. انسان در پهنه تولید تزئین خانه ها، پوشاک و حتی نوشابه ها در هنر، نقاشی، صنایع کشتیرانی و امور ارتباطات محصولات مصرفی در صنایع فضایی و خلاصه در همه شئونات با رنگ سر و کار دارد. بطور کلی از رنگ علاوه بر ایجاد زیبایی محیط جهت حفاظت اشیا در مقابل عوامل طبیعی و غیره استفاده می شود.
سرامیک مشتق از کلمه keramos یونانی است که به معنی سفالینه یا شئی پخته شده است. در واقع منشا پیدایش این علم همان سفالینههای ساخته شده توسط انسانهای اولیه هستند. در واقع قبل از کشف و استفاده فلزات، بشر از گلهای رس به علت وفور و فراوانی آنها و همچنین شکلگیری بسیار خوب آنها در در صورت مخلوط شدن با آب و درجه حرارت نسبتاً پایین پخت آنها استفاده میکرد. آلومینوسیلیکاتها که خاکهای رسی خود آنها به حساب میآیند، از عناصر آلومینیوم، سیلیسم و اکسیژن ساخته میشوند که این سه عنصر بر روی هم حدود 85 درصد پوسته جامد کره زمین را تشکیل میدهند. این سه عنصر فراوانترین عناصر پوسته زمین هستند.