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颜料与染料的结构与特性颜料和染料是我们日常生活中常见的化学物质，它们在绘画、印刷、纺织等领域起着重要的作用。
本文将探讨颜料和染料的结构与特性，以帮助读者更好地理解它们的应用和原理。
一、颜料的结构与特性颜料是一种非常细小的颗粒状物质，具有高度的色彩稳定性和不溶于溶剂的特性。
颜料的结构通常由两个主要部分组成：色素和载体。
1. 色素色素是颜料的关键成分，它决定了颜料的颜色。
色素可以分为有机色素和无机色素两种。
有机色素是由碳、氢、氧、氮等元素组成的复杂有机化合物。
它们具有鲜艳的颜色，如红色、黄色、蓝色等。
有机色素通常具有良好的耐光性和耐候性，适用于户外环境。
无机色素是由金属离子和非金属元素组成的化合物。
它们的颜色通常较暗，如黑色、棕色、灰色等。
无机色素具有较好的耐热性和耐碱性，在高温和强酸碱环境下仍能保持稳定。
2. 载体载体是颜料中起到固定色素颗粒的作用。
它可以是无机物质，如二氧化钛、碳酸钙等，也可以是有机物质，如树脂、聚合物等。
载体的选择取决于颜料的应用需求。
载体不仅可以固定色素颗粒，还可以调节颜料的粘度和流动性，以便于使用。
此外，载体还能提供颜料的附着力和防腐性，延长颜料的使用寿命。
二、染料的结构与特性与颜料相比，染料具有更好的溶解性和渗透性，能够渗透到物质的内部并与其发生化学反应。
染料的结构和特性与颜料有所不同。
1. 染料分子结构染料分子通常由色基和辅基组成。
色基是染料分子中负责吸收光线的部分，决定了染料的颜色。
辅基则是提供染料分子溶解性和反应性的部分。
染料的颜色取决于色基的结构和共轭体系的存在。
共轭体系是指染料分子中存在连续的π电子云，能够吸收特定波长的光线。
不同的共轭体系会导致不同的颜色，如苯环、吡啶环等。
2. 染料的特性染料具有较好的溶解性和渗透性，能够迅速渗透到纤维或材料的内部，并与其发生化学反应。
染料与物质之间的结合通常是通过氢键、离子键、范德华力等相互作用实现的。
染料分子与纤维分子之间的结合强度决定了染料的牢度。
收稿日期:1997-10-31塑料着色剂马爱葵(齐鲁石化公司树脂研究所,淄博 255400)摘要 本文介绍了塑料着色剂具备的性能,着色原理,着色剂与树脂的相容性及其存在形式,主要着色方法,并对几类常用塑料的着色剂作了介绍关键词 着色剂 塑料着色是塑料行业重要的组成部分,是影响制品质量的重要环节。
不但可以美化产品外观,且可赋予塑料多种功能,改善塑料的某些性能(提高树脂的耐候性、改善其电性能及光学性能)[1],另外,还可起到标识、驱虫、增产等功效[2]。
着色剂是将颜料或染料根据用途与精加工色料预分散体系,由染料或颜料、分散剂等组成。
染料能溶于塑料中,不必做分散处理,但考虑到渗色性、迁移性等只能用于聚苯乙烯、丙烯酸树脂、聚碳酸脂等塑料中。
而颜料的各项性能好,迁移性小,几乎能用于各类树脂中。
颜料在塑料中以微粒状态存在,要使其粒子不发生凝聚并在塑料中混合均匀,必须使用分散剂(如金属皂等)。
1 着色剂具备的性能[3、4]不同用途的塑料,所要求的着色剂性质也不同。
着色剂应具备的一般性能为:1.1 色调鲜,着色力好着色剂应具鲜明的色调,一般拼色易降低色度,着色力好利于降低成本,防止塑料物性变化。
着色剂化学组成、粒子大小、结晶形态分散程度均影响主料物性和着色力及色调。
一般染料着色力及色度最好,有机颜料次之,无机颜料最差。
1.2 分散性好颜料分散性不仅影响制品外观,而且影响机械强度、耐候性等。
1.3 良好的耐热性一般无机颜料耐热性好,而染料、有机颜料稍差。
聚烯烃的成型加工温度较高(200～300℃),许多颜料此高温下会分解(如黄色的氢氧化铁水合物可分解为红色的氧化铁),有机颜料、染料也会改变其颜色。
因此,选用热稳定性好的颜料如:钛白粉、硫化锌、硫酸钡、镉黄、镉红、群青、钴蓝、炭黑等。
1.4 良好的耐光性(耐候性)在设计室外使用时,应考虑耐光性。
一般无机颜料耐候性较好,染料和颜料耐光性较差,颜料一般具有抑制紫外光对塑料的老化作用,而群青则促进老化。
染料与颜料的化学染料和颜料是我们日常生活中经常接触到的两种材料，它们在纺织、印刷、绘画以及化妆等领域都有广泛的应用。
虽然染料和颜料都可以赋予物体颜色，但它们在化学性质上有着显著的区别。
本文将对染料和颜料的化学特性进行探讨。
一、染料的化学特性染料是一种可以通过溶解或分散在溶剂中，然后被纤维或其他材料吸附的化合物。
主要特点包括：1. 分子结构复杂：染料的分子通常由多个芳香环、杂环或取代基组成，具有较高的分子量。
这种复杂的结构使得染料能够通过与纤维表面相互作用，达到吸附和着色的目的。
2. 可溶性较高：染料通常具有较好的可溶性，可以在溶剂中迅速分散或溶解。
这种可溶性使得染料可以轻松地与纤维发生作用，并将其染色。
3. 易于扩散：由于染料分子的结构特点，它们具有较好的扩散性。
一旦染料溶解在溶剂中，它们可以快速地扩散到纤维的内部，从而实现染色效果。
二、颜料的化学特性颜料是一种固体颗粒，可以悬浮在溶剂或稀释介质中，并通过物理相互作用实现着色效果。
颜料的化学特性主要有以下几个方面：1. 分散性较差：与染料相比，颜料的分散性较差。
颜料颗粒通常较大，此外，颜料颗粒之间也会发生相互作用，从而导致颜料的团聚和聚集。
因此，在使用颜料时，需要加入分散剂来破坏颗粒之间的相互作用，使颜料分散均匀。
2. 可溶性较低：颜料通常具有较低的溶解度，无法在溶剂中完全溶解。
因此，在使用颜料进行染色或绘画时，通常需要稀释剂或介质的辅助，使颜料悬浮在其中。
3. 耐光性较好：颜料的颜色稳定性通常较好，可以抵抗光的照射和氧化作用。
这种耐光性使得颜料在绘画和印刷等需要长时间保持颜色鲜艳的应用中得到了广泛使用。
三、染料与颜料的应用比较染料和颜料具有不同的化学特性，因此在应用上也有较大差异。
1. 染料主要应用于纺织品和皮革的染色过程中，通过与纤维相互作用，将颜色转移到纤维表面。
染料能够与纤维较好地结合，颜色牢度较高，经过合适的固定处理，不易褪色。
2. 颜料主要用于绘画、印刷和化妆品等领域。
常用塑料用着色剂的种类及性能1、PVC用着色剂PVC是一类重要的通用热塑型材料，用途广泛，包括常用的低档以及高档特殊性能要求的领域如建筑材料、汽车、门窗等，由于其加工成型温度较低，可选用多种类型有机颜料进行着色，但仍应依据加工条件、着色产品的最终用途等对着色剂进行特定的选择，当然要避免PVC着色时产生喷霜的现象。
PVC着色时的喷霜现象可以认为是作为着色剂的有机颜料在加工温度下部分溶解并且在室温下产生颜料的再结晶作用而引起的，此现象在其他聚烯烃塑料中也同样存在，尤其对软质PVC 材料，因添加的增塑剂增加了着色剂在其中的溶解度，使得更易产生喷霜现象。
而且随着加工温度的提高，起霜现象也越加严重；再者，由于颜料与PVC之间的相容性不够理想，尤其在含有某些添加剂时，这样会导致颜料的过饱和而产生表面析出现象，因此对于PVC的着色可按不同的要求选用不同档次的有机颜料品种：①通用着色剂，具有好的经济性，但耐久性一般(黄、橙和红色)品种有C.I.颜料黄61、C.I.颜料黄168、C.I.颜料橙13、C.I.颜料橙34、C.I.颜料红48:1、C.I.颜料红48:2、C.I.颜料红48:3、C.I.颜料红57:1、C.I.颜料红57:2。
②性能优良的着色剂(黄、橙和红色)品种有C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄183、C.I.颜料黄191、C.I.颜料橙43、Graphtol Fast Orange 5GL、C.I.颜料红151、C.I.颜料红214、C.I.颜料红242。
③适用于户外着色制品的着色剂品种有C.I.颜料黄24、C.I.颜料黄110、C.I.颜料棕23、C.I.颜料棕25、C.I.颜料红122、C.I.颜料蓝15、C.I.颜料蓝60、C.I.颜料绿7、C.I.颜料紫23。
2 、PA用着色剂用于PA的着色剂既可采用有机颜料，也可选用溶于聚合物的染料。
用于PA着色的有机颜料可分成两个档次：①应用性能一般的有机颜料品种有：C.I.颜料黄148、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄187、C.I.颜料红149、C.I.颜料红177、C.I.颜料紫23。
如何给塑料着色，你只需要知道三点！——由塑米城分享人们惊羡于塑料的红黄蓝绿之时，是否会想一下塑料为什么有这么多颜色呢？众所周知，塑料基本分为透明颗粒及不透明颗粒，一般呈现乳白色、蜡色。
而有色塑料通常是通过着色工艺，将着色剂充分渗透与塑料中制得的，塑料着色问题仅需要记住三点，着色剂、配色，着色工艺1、着色剂着色剂一般分为两大类四种，即：溶剂染料与有机颜料，无机燃料与无机颜料。
通常有机颜料是塑料制品中常用的着色剂，因为其着色性优良，颜色鲜艳，色谱齐全，添加量较少等优良性能广泛应用于PE、PP等结晶性树脂中，但有机颜料的价格颇高，且工艺通常选取机械加温混炼分散法。
相较于有机颜料，无机颜料的耐热性、耐光照性、耐气候性优良，但颜色不鲜艳，着色能力低，色谱不齐全，并且有些品种的毒性较大，目前应用最多的无机颜料有钛白粉,氧化铁红,炭黑等等，常用于PA、PBT、PC、POM等灰色树脂中。
溶剂燃料一般可溶于水和油，是油性体系，它的耐热性、耐光性较差，但色彩鲜艳光亮且透明，常用于聚酯类透明塑料中，例如：PC、PS。
2、配色着色工艺中，如何配色也是关键一点，配色实则就是按照红绿蓝三种基本色的情况下，配出自己想要的色彩，且配色中还可以赋予制品其他功能，例如，耐候性、耐光性，抗电性、导电性。
颜色的形成主要是根据黄绿蓝三种色彩的占比率占来看的，目前色系基本上有色谱，配色只需要根据色比对谱或者选择电脑程序配色即可，因此本文对色系不作过多介绍，就此略过。
3、着色工艺着色工艺一般分为三种，即：色粉加入树脂法，色粉混合树脂法及色母粒法。
不同的塑料制品其要求添加的色母粒也不同，可根据色母粒的性能指标，例如色差、白度、黄度、黄变度、热稳定性、氧指数、熔体流动速率等作为参考选择添加，当然，其工艺颜料也要根据其与色母粒合成效果慎重挑选，例如颜料的细度、迁移性、耐化学性、毒性等。
如果想要赋予制品更多功能，可添加其它助剂，例如光稳定性，抗静电剂。
色母色母（ Color Master Batch）的全称叫色母粒，也叫色种，是一种新型高分子材料专用着色剂，亦称颜料制备物（ Pigment Preparation），主要用在塑料上。
色母由颜料或染料、载体和添加剂三种基本要素所组成，是把超常量的颜料均匀载附于树脂之中而制得的聚集体，可称颜料浓缩物（ Pigment Concentration），所以它的着色力高于颜料本身。
专用色母的载体与制品的塑料品种相同，具有良好的匹配性，加热熔融后颜料颗粒能很好地分散于制品塑料中。
中文名色母外文名Color Master Batch全称色母粒别名色种优点良好的分散性、使用方便等制备树脂和大量颜料配制成1基本成分1.颜料或染料颜料又分为有机颜料与无机颜料常用的有机颜料有：酞菁红、酞菁蓝、酞菁绿、耐晒大红、大分子红、大分子黄、永固黄、永固紫、偶氮红等常用的无机颜料有：镉红、镉黄、钛白粉、炭黑、氧化铁红、氧化铁黄等2.载体是色母粒的基体。
专用色母一般选择与制品树脂相同的树脂作为载体，两者的相容性最好，但同时也要考虑载体的流动性。
3.分散剂促使颜料均匀分散并不再凝聚，分散剂的熔点应比树脂低，与树脂有良好的相容性，和颜料有较好的亲和力。
最常用的分散剂为：聚乙烯低分子蜡、硬脂酸盐。
4.添加剂如阻燃、增亮、抗菌、抗静电、抗氧化等品种，除非客户提出要求，一般情况下色母中并不含有上述添加剂。
2通用专用专用色母：是根据用户指定的用于制品的塑料品种，选用相同的塑料作为载体所制造的色母。
如 PP 色母、 ABS 色母分别选用PP、ABS 作为载体。
通用色母：也用某种树脂（往往是低熔点的PE）作为载体，但它可以适用于除其载体树脂之外的其它树脂的着色。
通用色母相对来说比较简单方便，但缺点较多，建议大家选用专用色母。
为什么许多公司不生产通用色母？国际上绝大多数正规的色母粒公司一般不生产通用色母。
通用色母存在着很多缺点。
事实上，通用色母的'通用 '范围很狭小，技术指标、经济效益也较差，具体表现在：1.着色效果的预见性差色母是用来着色的，通用色母的颜料在不同的塑料中会呈现出不同的颜色，因此着色效果的预见性较差。
高性能有机颜料应用介绍有机颜料用于塑料着色，除了其应有的着色性高性能有机颜料应用介绍有机颜料用于塑料着色，除了其应有的着色性能外, 还应具有满足塑料着色加工工艺所需要的分散性、耐热性、耐迁移性, 被着色制品在使用环境下，应具有的耐侯性、耐光性、耐溶剂性和满足食品卫生标准的要求等。
传统经典的偶氮类有机颜料以其色谱齐、色泽鲜艳、价格合理已大量用于塑料制品的着色, 但因其化学结构等因素在耐热性、耐光性、耐迁移性等方面存在种种缺陷, 特别在浅色着色时其差距更大。
另外传统的联苯胺黄、橙系列颜料在用于聚合物加工温度超过200℃时会发生热分解, 分解的产物是单偶氮化合物和芳香胺。
当温度超过240℃时还会产生双氯联苯胺。
颜料分解物对人体和环境的影响越来越引起人们的重视。
在当今市场竞争日趋激烈的形势下, 产品的外观和性能从来没有像今天这样影响消费者的购买欲望, 特别在汽车、家用电器、日用消费品等市场领域尤为明显。
为了满足消费者的需求, 世界各国着力开发用于塑料着色的用高性能有机颜料。
高性能有机颜料(HIGH PERFORMANCE ORGANIC PIGMENT, 简称HPP)主要有以下几类：喹吖啶酮类、二哑嚓类、异吲哚琳酮类、吡咯并吡咯二酮类(DPP)、蒽醌杂环类、苯并咪唑酮类、缩合偶氮类等。
高性能有机颜料在塑料中的应用性能十分优异，但其价格也相当高。
高性能有机颜料的产量虽然很低，但各项性能优良，加之合成工艺比较复杂，生产成本较高，因此销售价格较高，产品附加值高；1.7万吨高性能有机颜料的销售额与12万吨偶氮颜料的销售额基本相当。
近年来，中国高性能有机颜料的开发和生产取足的进步，推出不少优品种，本文试就对高性能有机颜料在塑料中的应用品种和性能及国内品种作一个简要概述。
l喹吖啶酮类颜料喹吖啶酮类颜料虽然分子量小，分子结构简单，却有优异的耐热、耐溶剂和耐光'性能。
喹吖啶酮类类颜料的色谱大部分为红色和紫红色。
1、塑胶对着色剂性能的要求塑胶着色主要是无机和有机颜料，要求其具有较高的着色强度和艳度；良好的透明性或者遮盖性、分散性、耐候性、热稳定性、化学稳定性、电气功能、环保性能等。
着色力大小。
着色力大小直接决定着着色剂的用量，一般来说随着着色剂粒径减少而增加，有机颜料比无机颜料着色力高出许多，当彩色颜料与白色颜料并用时，着色力可以得到显着提高，目前有机颜料和超细粒子得到广泛应用和发展。
分散性。
着色剂在聚合物中只有比较容易以微小的粒子状态均匀分散，才能获得良好的着色效果。
由於颜料含有很多聚集粒子，因此必须经高剪切力的分散以打碎大聚集体，形成小聚体而达到要求的粒子细度，才能获得理想的光学效果。
采用对颜料表面处理等方法可以将颜料加工成一定实用形态，如色母粒，可以有效地改善颜料的分散性。
另外添加一些助剂也可以改善着色剂的分散性。
耐光和耐候性。
一般来说无机颜料光稳定性比较好，在有机着色剂中，酞青系、喹吖啶酮系、二恶嗪、异吲哚啉酮等有机颜料的耐光性十分优异，可以与无机颜料相比拟；蒽醌和茈酮等染料也具有良好的耐光性。
耐迁移性。
着色剂的迁移主要有三种类型，1)溶剂抽出，即在水和有机溶剂中渗色；2)接触迁移，造成相邻的物体的污染；3)表面喷霜，主要由於着色剂在热加工时在聚合物中的溶解度较大，而常温下溶解度较小，因而逐渐结晶析出造成的。
无机颜料在聚合物中分散一般是非均相的，不会产生喷霜现象，而有机颜料在聚合物中和其他有机物都有程度不同的溶解性，比较容易发生迁移。
有机颜料迁移的难易与聚合物和其他添加剂(尤其是增塑剂和软化剂)的种类有很大关系。
通过实验表明，一般来说，有机酸的无机盐迁移性比较小；分子量较高的比低的迁移性小。
耐热性。
优良的耐热稳定性能是作为塑胶着色剂的重要指标，大多数无机颜料的耐热性都比较好，基本能够满足塑胶加工要求，而有机着色剂耐热性能较差。
由於各种树脂、塑胶化学结构的不同，在进行加工成型过程中要求不同的加热温度(软化点以上)，温度的高低将直接影响到着色剂的选择，以使其着色在规定温度下不发生明显的颜色变化，树脂结构的特性不同，对着色剂要求也不一样，表1为树脂塑胶加工成型温度及对着色剂的要求。
