Química
Pigmentos
¿Qué es un pigmento?
A. Definición.
B. Clasificación.
C. Cómo se identifica un pigmento.
D. Características funcionales de un pigmento.
E. Tamaño de partícula.
F. Pigmentos inorgánicos.
G. Pigmentos Orgánicos.
Definición.
Un pigmento es una materia colorante que se caracteriza por dar un tono específico (verde, amarillo, rojo, etc.) pero que tiene la propiedad de ser insoluble en la mayoría de los líquidos comunes (por ejemplo, agua). El efecto de un color específico ocurre porque el pigmento tiene la propiedad de absorber todos los colores de la luz menos uno, el cual refleja hacia el observador. Por ejemplo, el color azul absorbe el rojo, el verde, el amarillo, pero no el azul, el cual refleja hacia nuestro ojo, y por ello lo vemos de ese color.
Una propiedad importante de los pigmentos es que por definición son insolubles, por lo tanto no pueden ser disueltos en los líquidos comunes (pueden ser dispersados, pero no disueltos). Esta propiedad de los pigmentos los diferencia de los colorantes, también conocidos como tintes o anilinas, los cuales son materias colorantes cuya característica es ser solubles en cierta base, usualmente agua o grasas (por lo que se llaman hidrosolubles o liposolubles).
Clasificación.
Los pigmentos pueden clasificarse, según su composición química, en dos grandes grupos:
Orgánicos
Inorgánicos.
Los pigmentos orgánicos son aquellos que en su composición química contienen carbono (C), mientras los pigmentos inorgánicos no lo contienen.
Fuera del contenido de carbón de los pigmentos orgánicos y los inorgánicos, la única diferencia en comportamiento es que, generalmente, los pigmentos orgánicos tienen mayor poder tintóreo (colorean más) y tonos más limpios que sus contrapartes inorgánicas. Hasta hace algunos años existía la creencia de que los pigmentos orgánicos eran los más seguros, mientras los inorgánicos podrían representar riesgos para la salud, sin embargo hoy sabemos que no hay distinción alguna sobre cuales puedan ser más o menos seguros según sean orgánicos o inorgánicos (Reyes, 2010; reymex.com.mx).
Cómo se identifica un pigmento.
Los pigmentos pueden determinarse por alguna de sus características o clasificaciones, entre las cuales se encuentran las siguientes:
Su composición química claramente descrita. Por ejemplo, si se dice sólo “oxido de hierro” no es posible determinar qué color es exactamente: un rojo ladrillo tiene una composición química de un óxido ferroso de hierro; un negro es un óxido férrico de hierro y un amarillo es un hidróxido ferroso férrico de hierro.
Su Color Index, o Índice de Color. A cada color con una composición química determinada se le asigna un Color Index, el cual consta de cuatro partes: la primera muestra si se trata de un pigmento o un colorante; la segunda el color del que se trate; la tercera, el número asignado por el catálogo Color Index, y la cuarta, en caso de que hubiera más de un tipo de pigmento relacionado con este color, la subclase de material precedida por dos puntos. Un ejemplo de Color Index es: Pigmento Rojo 48:2.
Por sus características colorimétricas, es decir, por medio de su medida de color.
Uno de los sistemas más avanzados de medición colorimétrica es el sistema L*a*b*. La página www.reymex.com.mx describe con detalle este sistema (Sección “ligas útiles”) donde un color se determina en un espacio tridimensional con coordenadas de color.
Por su nombre común. Un sistema poco preciso, y sujeto a varios sinónimos para el mismo material. Por ejemplo, el negro de carbón se le conoce también como negro de humo, negro marfil, negro viña, negro de carbono.
Características funcionales de un pigmento.
Las características funcionales que debe de tener un pigmento son las siguientes:
Estabilidad térmica. La resistencia a la temperatura del color sin que cambie de tono de manera significativa.
Toxicidad. La cantidad de metales pesados o material peligroso que pueda afectar la salud de los usuarios.
Poder tintóreo o poder tintoreal. La capacidad de un pigmento para colorear los materiales deseados. Depende de la composición química del pigmento y de su concentración.
Resistencia al intemperismo. Tiene que ver con su resistencia a la decoloración de los rayos ultravioletas (UV) que son los que decoloran los pigmentos.
Dispersión. La dispersión de un pigmento tiene que ver con la capacidad de ser homogéneo en un vehículo. Generalmente tiene que ver con el tamaño de partícula.
Opacidad, translucidez y transparencia. Un pigmento opaco es aquel que no deja pasar la luz a través de él (es lo contrario a transparente); un objeto translúcido deja pasar parcialmente la luz a través de él (como la puerta de una ducha), mientras que un color transparente permite el paso de la mayor parte de la luz a través de él. Es importante no confundir el concepto de “opaco” (sólido, firme) con el de “mate” (que no brilla).
Maticidad o brillantez. Un objeto brillante refleja una gran cantidad de iluminación al observador, un objeto mate no brilla.
Resistencia a ácidos o a álcalis. Determina la resistencia de un pigmento en distintos medios de pH. Medidas debajo de pH 7.0 significan pigmentos ácidos, medidas arriba de 7.0 significan pigmentos básicos o alcalinos.
Reacciones entre pigmentos. Ahora sumamente raras, existen algunas interacciones entre distintos tipos de pigmentos.
Dureza. Determina la dificultad o facilidad para moler un pigmento, así como su efecto abrasivo. Existen pigmentos sumamente duros (por ejemplo el verde óxido de cromo) cuyo dureza se encuentra cercana a la del diamante.
Fluorescencia o fotoluminiscencia. La capacidad de reemitir energía después de absorberla o por medio de una reacción química. (Ver por ejemplo pigmentosreymex.com.mx sección “Fluorescencia y fosforescencia”).
E. Tamaño de partícula.
El tamaño de la partícula afecta el desempeño de un pigmento en dos comportamientos: poder tintóreo y dispersión.
Un pigmento finamente molido aumenta poder tintóreo, es decir, su capacidad de colorear, porque al reducir el tamaño de partícula aumentamos el área superficial de cada parte del pigmento. Reducir el tamaño de la partícula significa que si midiéramos el área de cada partícula, mientras más pequeñas sean su número aumenta exponencialmente, aumentando el área que es capaz de colorear, y por lo mismo, aumentando su poder tintóreo.
La segunda forma que afecta el tamaño de un pigmento es que mientras más finamente molido (menor tamaño de partícula) se encuentre, el pigmento tendrá una mayor facilidad para dispersarse en un medio.
Los tamaños de un pigmento varían usualmente entre 6 a 50 micras, y en un lote se encuentran tamaños grandes y pequeños, distribuidos en una forma de gráfica de campana, donde el centro de la gráfica (donde hay más partículas de un tamaño) nos determina el tamaño nominal de la partícula de un pigmento. Dicho de otra forma, el tamaño de partícula de un pigmento tiene una distribución gaussiana.
F. Pigmentos inorgánicos.
Caracterizados por no contener carbón en su composición. El poder tintoreal, su capacidad de “pintar” es en general menor a la de los pigmentos orgánicos.
Entre los pigmentos inorgánicos más conocidos se encuentran los siguientes:
Amarillos de cromo. Cromatos de plomo. Color típico: el amarillo de las rayas y banquetas en las calles. Por su contenido de plomo se ha tratado de retirar del mercado de pinturas en Europa.
Amarillos de cadmio. Hechos a base de sulfuro de cadmio, muy resistente a la temperatura (cercanos a los 1000 C) aunque atacados por los ácidos fuertes.
Amarillo de hierro. Hidróxido ferroso férrico de hierro. Tono color mostaza, conocido como Amarillo de Nápoles. Alta resistencia a los UV, muy baja a la temperatura.
Amarillo Ferrita de zinc. Sumamente resistente a la temperatura y al intemperismo. Tono amarillo rojizo.
Naranja molibdato. Conocido también como naranja de molibdeno es un cromato de plomo- molibdeno. Resistencia mediana a la temperatura, alta al intemperismo. Contiene plomo y molibdeno en su composición química.
Naranja y rojos de cadmio. Hechos a base de sulfuro de cadmio cono selenio, muy resistente a la temperatura (cercanos a los 1000 C) aunque atacados por los ácidos fuertes.
Azul de ultramar. El antiguo azul lapizlázuli fabricado ahora sintéticamente. Tono muy vivo y de muy alta resistencia a la temperatura.
Verde óxido de cromo. Muy resistente a la temperatura y al intemperismo, sumamente duro.
Negro óxido. Oxido férrico de hierro, resistencia hasta 180C.
Rojo de óxido. Oxido ferroso de hierro, muy resistente a la temperatura (300C) y al intemperismo.
Blanco de titanio. Dióxido de titanio. El blanco por excelencia, no se decolora, no se amarilla significativamente.
Perlas o aperlados. Mica de bióxido de titanio, bajo poder tintóreo.
G. Pigmentos Orgánicos.
Tonos limpios y alto poder tintóreo.
Naranja de pirazolona. Tono sumamente limpio, poca resistencia a la temperatura.
Rojo BON. Conocidos como rojo fuego o pigmento rojo 48:2. Tono limpio, resistencia la temperatura moderada.
Rojo DPP. Pigmento rojo 254, Diketopirrolpirrol. Tono sumamente limpio, muy resistente.
Azul ftalocianina. Una ftalocianina cúprica, altísimo poder tintóreo, muy resistente a la temperatura y al intemperismo.
Verde ftalocianina. Una ftalocianina cúprica, altísimo poder tintóreo, muy resistente a la temperatura y al intemperismo.
Negro de humo o de carbono. Muy resistente.
Violeta carbazol. Pigmento violeta 23, tono muy limpio y sumamente concentrado, alto precio.
Amarillos diarilida. Tonos muy limpios, sumamente concentrados.
Amarillos Hansa. Tonos muy limpios, sumamente concentrados.
Violetas de quinacridona. Muy resistentes a la temperatura, tonos azulosos.
Sitios web de utilidad:
www.reymex.com.mx
www.pigmentosparaplastico.com
www.pigmentosreymex.com.mx
www.masterbatch.com.mx
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