دانلود مقاله تاریخچه رنگ و رنگرزی

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله تاریخچه رنگ و رنگرزی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

مشخصات این فایل
عنوان: تاریخچه رنگ و رنگرزی                                                                                                             
فرمت فایل : word( قابل ویرایش)
تعداد صفحات: 115

این مقاله درمورد تاریخچه رنگ و رنگرزی می باشد.

خلاصه آنچه در مقاله تاریخچه رنگ و رنگرزی می خوانید :

فصل دوم
مواد رنگزای  آزو
-1طبقه بندی مواد از لحاظ شیمیایی و تهیه مواد رنگرزی و مواد رنگی
    مواد رنگرزی و مواد رنگی که در ترکیبات آلی سنتز شده و همچنین حائز اهمیت نیز می باشند را می توان یا برحسب ساختمان شیمیایی و با برحسب موارد استفاده ای نهایی شان طبقه بندی کرد. طبقه بندی این بخش برحسب ترکیبات شیمیایی شان کلاسه بندی کرد زیرا این مناسب ترین روش برای درنظر گرفتن تهیه این مواد می باشد. بیش از بیست نوع ترکیبات شیمیایی مجزا و مختلف به عنوان مواد رنگرزی سنتیک مورد استفاده قرار گرفته اند. لیکن فقط پنج نوع آنها عمدتا مورد توجه می باشند که عبارتند از:
آزو(AZO) آنتراکینون(ANTHRAQUINONE) ایندیگو (INDIGO) تری فنیل متان(TRI PHENYL METHANE) و فتالوسیائین (PHTHALOCYANINE) این بررسی نیز بر روی این طبقه بندی متمرکز خواهد بود.]  1 [
2-2مواد رنگزای آزو ] 2 [  
    مواد رنگزای آزو تفوق و برتری خاصی داشته و بالغ بر50% مواد رنگرزی و مواد رنگی ساخته شده را دربردارند، این موضوع به خاطر این است که مواد رنگزای آزو به سهولت از مواد واسطه ای که به راحتی در دسترس می باشند تهیه شده و ضمنا تنوع و گستردگی این مواد واسطه باعث می شود که کل محدوده رنگی تماما و به نحو رضایت بخشی پوشش پیدا کند. شاخص این مواد رنگزا وجود گروه آزو (-N=N-)  در مولکول بوده و در بیشتر اوقات توسط دی آزوته کردن (DIAZOTISING) یک آمین آروماتیک اولیه توسط اسید نیترو در محلول یک اسید مصرفی(واکنشی که توسط گریس (GRIESS) در سال1858 کشف شد) و سپس کوپله کردن (COUPLING) نمک دی آزونیوم حاصله (DIAZONIMUM SALT) با یک ترکیب فنل (PHENOL) آریل آمین (ARYLAMINE) و یا یک ترکیب کتو-انل (KETO-ENOL) تهیه می گردد. واکنش های اساسی مورد بحث به قرار زیر است:

شکل (2-1)
در واکنش دی آزوته کردن گروه حمله کن (NOX) ممکن است اسید نیترو (X=OH) باشد و یا گروهی که از این اسید به دست آمده باشند مثلا نیتروزیل کلراید در این واکنش یون نیترونیوم نیز که متشابها به وجود می آید نیز ممکن است به عنوان یک گروه حمله کن عمل کند. جزئیات عملی آن معمولا شامل عمل کردن آمین با5/2 مولکول اسید کلریدریک و یک مولکول سدیم در آب در صفر تا پنج درجه سانتیگراد است. کوپله کردن توسط افزودن محلول یا سوسپانسیون نمک دی آزونیوم به جز کوپلان (COUPLING COMENT) در آب بدست می آید که در این واکنشها PH برای آریل آمین ها بین4-5 نگه داشته می شود. در صورتیکه برای فنل ها و نفتال ها تقریبا برابر با9 بوده و علاوه بر آن ترکیبات سئو-انل عموما در PH پایین تر(4-5) کوپله   می گردند. نمونه هایی از اجزا کوپلان های مختلف و مهم در زیر نشان داده شده است علامت ستاره در شکل نشان دهنده مکانی است که در آن کوپلاسیون انجام می گیرد.
شکل (2-2)
آمینو نفتال دی اسید سولفوریک نشان داده شده توبی خاصی ایجاد می کند، زیرا همانطوریکه دیده می شود کوپلاسیون این ترکیب می تواند در دو مکان مختلف صورت گیرد که این مکان بستگی به PH محلول دارد و بنابراین توسط کوپلاسیون دومرحله ای-یعنی مرحله نخست تحت شرایط اسیدی و سپس در مرحله دوم تحت شرایط قلیایی می توان مواد رنگزایی تولید کرد که دارای دو گروه آزو یعنی مواد رنگزایی بیس آزو (BISaZO) باشند. ترکیبات آزو اگر گروههای یونی نباشند در آب غیر محلول خواهند بود لیکن از مواد واسطه ای که دارای مثلا گروههای اسید سولفوریک باشند می توان ترکیبات آزویی را تهیه کرد که در آب محلول باشند.
مواد رنگزای ساده ای که فقط دارای یک گروه آزو می باشند معمولا رنگهایی را به دست می دهند که بین زرد تا قرمز متغیر می باشند و این محدوده تغییر رنگ اساسا بستگی به جز کوپلان استفاده شده دارد. بنابراین آنیلین های دی آزوته شده با آستواست آنالید یک رنگ زرد متمایل به سبز با فنلها رنگ زرد، با نفتال ها رنگ نارنجی و با بعضی آمینونفتال ها رنگ قرمز را به دست می دهد. البته باید درنظر گرفت که استهلاک های موجود در جز دی آزو نیز در تعیین رنگ دقیق حاصله بسیار موثر می باشد.
    علاوه بر مواد رنگزای مونو آزو (MONO-AZO) مواد رنگزایی که دارای دو(بیس آزو (BIS-AZO) سه(تریس آزو (TRIS-AZO) و یا حتی بیشتر(پلی آزو (POLY-AZO) گروه آزو می باشند نیز تهیه و ساخته می شوند.
این مواد را می توان توسط اتصال چندین واحد مونو آزو به یکدیگر تولید کرد. مثلا توسط واکنش دو مولکول یک ترکیب آمینو آزو (AMINO AZO) با فشردن (COCL2 PHOSGENE) یک ترکیب دی آزواوره (DIAAZOUREA) حاصل می گردد لیکن روشهای مهمتر، عمل کردن بترتیب چندین مرحله دی آزوته و کوپل کردن را دربردارد نمونه ای از ماده رنگزایی که بدین ترتیب ساخته می شود به قرار زیر می باشد:
شکل (2-3)
این ماده رنگزا توسط کوپلاسیون 1-آمینو –8نفتال –3و6دی اسید سولفوریک در وهله اول با 4 نیتروآنالین (4-NITRO ANALINE) دی آزوته شده تحت شرایط اسیدی و سپس با آنالین دی آزوته شده در محلول در کربنات سدیم تهیه می گردد.
این ماده رنگرزی به نام قرمز کنگو (CONGO RED) اهمیت تاریخی دارد که در زیر نشان داده شده است توسط دی آزوته کردن هر دو گروه آمینوی بنزیدین (BENZIDENE) و کوپلاسیون با دو قسمت از 1-نفتیل آمین 4-اسید سولفوریک تهیه می گردد. زنجیرهای مواد رنگرزی دی آزو مواد رنگرزی پلی آزوی دیگر که به نحو گسترده ای کانژوکه (CONJUGATED) می باشد باعث معمول بودن رنگ های عمیق می گردند، بنابراین اولین ماده رنگرزی دی آزوی ذکر شده به رنگ سیاه متمایل به آبی می باشد.
شکل (4-2)
2-3دی آزوتاسیون یا دی آزوته کردن
    دی آزوتاسیون (DIAZOTISATION) آمین های اولیه آروماتیک نخستین مرحله
یک واکنش دومرحله ای است که تقریبا تمام مواد رنگزای صنعتی از طریق آنها تولید می شوند معمولا یک محلول آمین در آب در درجه حرارت تقریبا صفر درجه سانتیگراد توسط عمل نیتریت سدیم توام با اسید معدنی به یون دی آزونیوم تبدیل   می شود. بنابراین در استفاده از حداقل دو(معمولا5/2) اکی والان اسید معدنی برای واکنش مناسب ضروری است. این لازمه تعادلات موجود است.] 3 [
  و غیره)
رابطه (2-2)

فی یرزوبلانگی جزئیات را تشریح کرده اند و خلاصه قابل استفاده ای از اکثر تغییرات ضروری در متدهای دی آزوتاسیون را در دسترس قرار داده اند. با آمین هایی که دارای قدرت بازی بسیار ضعیف هستند، می توان دی آزوتاسیون را در اسید سولفوریک(90تا96 درصد) انجام داد. عامل شیمیایی دی آزوته کننده نیتروزیل اسید سولفوریک است (HSO4NO) که به سهولت تولید می شود.
وقتی به محلول در اسید سولفوریک نیتریت اضافه می شود، باید دقت کرد که مقدار آن مازاد بر احتیاج نباشد زیرا در غیر این صورت، اثر نامطلوبی بر روی پایداری یونهای دی آزونیوم دارد و علاوه بر آن، امکان تولید ترکیبات نیترزو با نفتلها، آمینهای درجه دو و درجه سه و ترکیبات دی آزو در جفت کردن بعدی با آمین های اولیه(درجه یک) نیز وجود خواهد داشت.
مقدار نیتریت مازاد را می توان به سهولت با کاغذ ید، نشاسته(آبی شدن فوری) شناسایی کرد و واکنش زیر متوسط اوره یا اسید سولفامیک از بین برد.
رابطه (2-3)
غالبا حل کردن آمین هایی که حاوی گروههای سولفونیک یون زوایتر هستند در یک محیط اسیدی دشوار است. چنین آمین هایی را می توان به روش متد غیر مستقیم دی آزوته کرد. یعنی: با حل کردن آمین به صورت آنیون از طریق اضافه کردن مقدار قلیایی لازم و سپس اضافه کردن نیتریت سدیم به محلول خنثی این مخلوط سپس با هم زدن به یک اسید معدنی اضافه می شود. متدهای دیگر دی آزوته کردن توسط سوئدرز و زولینجر تشریح شده اند.
    مکانیزم واکنش دی آزوتاسیون توسط هیوز (HUGHES) و اینگولدا (INGOLDA) و رید (RIDD) کشف شد. نیتروزاسیون گروه آمینو مرحله اساسی دی آزوته کردن است. برای آمین های درجه دوی آلیفاتیک یا آروماتیک، واکنش در مرحله نیتروزو(تشکیل نیتروز آمین ها   متوقف می شود.
    برای آمین های درجه یک نیز ابتدا نیتروز آمین تولید می شود لیکن به سرعت و احتمالا از طریق هیدروکسید دی آزو) به یون دی آزونیوم تبدیل می شود.

رابطه (2-4)
فلش هایی که دارای دو سراند نماینده دو مرحله سریع واکنشی هستند.
    دی آزوتاسیون، برای ارزیابی آمین های آروماتیک نیز مورد استفاده قرار گیرد. یعنی تیتراسیون یک محصول آمین اسیدی شده در مقابل یک محلول (NONO2) در اینجا اضافه کردن (KBr) عمدتا توسط واکنش با اسید نیتروز تشکیل برومید نیتروزیل (NOBr) که یک عامل شیمیایی نیتروزات کننده (NITROSATING) مناسب است. تیتراسیون را تسریع می کند.
2-4روشهای عملی در دی آزوتاسیون را می توان به صورت زیر عنوان کرد ] 4 [
    روش مستقیم-روش غیر مستقیم-سوسپانسیون-استفاده از اسید سولفوریک-نمک های فلزی در محیط خنثی
    1-روش مستقیم: در این روش آمین آروماتیک در5/2 تا سه برابر وزن خود اسید و عموما اسید کلریدریک، حل می شود برای پایین نگه داشتن دما بین0تا5 درجه سانتیگراد مقداری یخ اضافه می شود در این حال مقدار نظری نیتریت سدیم به محلول آبی اضافه می شود اگر آنیلین فقط در حضور یک مول اسید دی آزودار شود نتیجه آن یک ترکیب دی آزو آمینو(جفت شدن با N) خواهد بود:
رابطه (2-5)
    آنیلین، 1-نفتیل آمین و 2-نفتیل آمین(ترکیبات استخلاف نشده) به سهولت به روش مستقیم دی آزوته می شوند و نمک های دی آزونیوم آنها در آب بسیار محلول است. دی آزوتاسیون1 و یا2 نفتیل آمین نسبت به مشتقات بنزن در دماهای نسبتا بالاتر و معمولا10تا12 درجه سانتیگراد انجام می شود.
2-روش غیر مستقیم: در این روش ابتدا نیتریت سدیم به محلول آ‌بی 1-سدیم نفتیل آمین سولفونات افزوده می شود و سپس این مخلوط به یک مخلوط یخ و اسید رقیق که به شدت همزده می شود اضافه می گردد و برای مثال دی آزوتاسیون اسید
سولفانیلیک:
رابطه (2-6)

1-نفتیل آمین 4-سولفونیک اسید به روش مستقیم دی آزوته می شود و نفتیل آمینهای دی و تری سولفونیک اسیدها به سهولت در آب حل می شود و ممکن است به صورت مستقیم دی آزوته شوند.
    3-روش سوسپانسیون: در این روش آمین را در اسید کلریدریک گرم حل کرده، سپس بسرعت سرد می شود تا سوسپانسیونی از آمین هیدروکلراید در آب بدست آید.
    در دمای0تا5 درجه سانتیگراد نیتریت سدیم اضافه می شود، 2-دی کلرو آنیلین و پارانیتروآنیلین به این روش دی آزوته می شوند.
4-روش استفاده از اسید سولفوریک: در این روش نیتریت سدیم به اسید سولفوریک غلیظ اضافه می شود تا نیتروزیل سولفوریک اسید بدست آید. محصول فوق به آمین آروماتیک نوع اول اضافه می شود. این روش برای آمینهایی بکار می رود که خاصیت بازی ضعیفی دارند. مثلا2و4 دی نیتروآنیلین، 2و4 دی نیترو 5-کلروآنیلین.
    5-آمینوفنل ها آمینونفتل ها، 2-آمینو و4-آمینوفنل ها، 2:1، 1:2 و 1:4 آمینو نفتل ها به وسیله اسید نیترو (HNO2) به سهولت به کینونهای مربوطه اکسید می شوند سولفوریک اسیدهایی که از ترکیباتی چون 2:1 آمینوهیدروکسی مشتق می گیرند و بعنوان اجزا دی آزو در ساختن مواد رنگزای متال کمپلکس بکار می روند، اهمیت زیاد دارند و روشهای ویژه ای برای دی آزوتاسیون در حضور سولفات مس و بدون حضور اسید معدنی است. یک مثال کلاسیک در این مورد، دی آزوتاسیون واسطه مهم 1-آمینو 2-نفتل 4-سولفوریک اسید است. مثال:
رابطه (2-7)

2-5جفت یا کوپله شدن آزو
    تقریبا تمام مواد رنگزای آزو از ترکیبات دی آزو و اجزا جفت یا کوپله شونده (COUPLING COMPONENTS) از طریق جفت شدن تولید می شوند. ] 5 [
واکنش های جفت شدن می بایست در محیطی انجام شود که در آن تعادلات دی آزو جز جفت شونده تا آنجاییکه امکان دارد و طرف تشکیل یون دی آزونیوم، آنیون فنلات دندات یا آمین آزاد بسته به اینکه جفت شدن با یک فنل(نفتل، غیره)، یک آنل(استواست آنالید، 3-متیل-1-فنیل-5-پیرازالون) با یک آمین آروماتیک انجام      می گیرد، باشد. این مطلب باعث می شود که برای هر واکنش بین اجزا دی آزو و جفت شونده یک محدوده PH جفت شونده اپتیمم وجود داشته باشد این موضوع توسط اسیدیته هایی که در واحدهای PH بیان شده اند) که مقادیر آنها به ترتیب با مقدار PH جفت شونده-یا ثابت دوباره تنظیم-دی آزو مطابقت دارد محدود می شوند.
این محدوده تقریبا بین4=PH و 9=PH برای آمین های آروماتیک به عنوان جز جفت شونـده بینPH=7 و PH=9 برای آنلها وPH=9 برای فنل هایPH=9 تا12 بـرای 5-دی آزوفنل به عنوان جز دی آزو قرار دارند.
به علاوه وابسته بودن سرعت جفت شدن به PH این مطلب که چرا می توان توسط PH محیط واکنش مکان واکنش را برای اجزا جفت شونده ای که حاصل گروههای آمینو و هیدروکسیل آروماتیک هستند تعیین کرد را نیز تشریح می کند. برای آمینو نفتل ها مثلا 2-آمینو –8-نفتل –6-اسید سولفونیک اسید-(اسید گاما)، در محیط اسیدی، جفت شدن در مکان –1 صورت می گیرد یعنی در حلقه آروماتیکی که حاصل گروه آمینو است در صورتیکه در محیطهای قلیایی قوی-جفت شدن تقریبا تماما در حلقه ای که حاصل هیدروکسید است(یعنی مکان های-5 و –7) به وقوع می پیوندد.
در اکثر موارد بالا بردن درجه حرارت یک اثر مطلوب را باعث نمی شود زیرا در مقایسه با واکنشهای جفت شدن، واکنش های تجزیه(متلاشی شدن) دی آزو دارای انرژی فعالیت یا اکتیواسیون بیشتر و بنابراین شیب حرارتی (TEMPERATURE GRADIENT) بزرگتری هستند. بدین صورت که سرعت واکنش جفت شدن برای هر10 سانتیگراد افزایش درجه حرارت با یک فاکتور0/2تا4/2 افزایش می یابد. لیکن در همان شرایط این افزایش برای واکنش تجزیه دی آزو1/3تا3/5 است. به علاوه در جفت شدنهایی که به دلائلی در PHهای بالایی انجام می شوند که مقدار زیادی از ترکیب دی آزو به صورت دی آزومات موجود است، افزایش درجه حرارت مطلوب نیست زیرا تنظیمات سیس ترانس ] 6 [ را تقریبا به طور غیر قابل برگشت به سمت ترکیب ترانس سوق می دهد. در بعضی از جفت شدن های آزو، اضافه کردن نمک طعام قبل از عمل جفت شدن، درصد محلول بیشتری را به دست می دهد.
این مطلب را می توان به اختلاف تاثیر قدرت بدنی(اثرات نمک برونستد) بر روی سرعت واکنش جفت شدن و سرعت تجزیه دی آزو نسبت داد.
....

بخشی از فهرست مطالب مقاله تاریخچه رنگ و رنگرزی

فصل اول: مقدمه
1-1-مقدمه ای بر تاریخچه رنگ
1-2-کالریمتری و علم رنگ
1-3-تاریخ و تولید صنعتی مواد رنگزا
1-4-کالریندکس
1-5-مراجع
فصل دوم: مواد رنگزای آزو
2-1-طبقه بندی مواد از لحاظ شیمیائی و تهیه مواد رنگرزی و مواد رنگی
2-2-مواد رنگزای آزو
2-3-دی آزوتاسیون یا دی آزوته کردن
2-4-روش های عملی دی آزوتاسیون
2-5-جفت یا کوپله شدن آزو
2-6-کاربرد مواد رنگزای آزو در رنگرزی
2-6-1-مواد رنگزای مونو آزوی آنیونیک
2-6-2-مواد رنگزای دیسپرس آزو
2-6-3-مواد رنگزای آزوئیک
2-6-4-مواد رنگزای منو آزوی تشکیل دهنده-کمپلکس
2-6-5-مواد رنگزای مستقیم
2-6-6-مواد رنگزای واکنشی
2-7-مراجع
فصل سوم: مواد رنگزای بیس آزو
3-1-مواد واسطه
3-2-نیترودار کردن
3-3-هالوژن دار کردن
3-4-سولفونه دار کردن
3-5-واکنش های فریدل کرافت
3-6-اکسایش
3-7-احیاء کردن
3-8-هیدرولیز کردن
3-9-ذوب قلیائی
3-10-آمین دار کردن
3-11-کربوکسیل دار کردن
3-12-  N- اَلکیل دار کردن و  N- اَسیل دار کردن
3-13-واکنش های متفرقه
3-13-1-سولفون زدائی
3-13-2-قرار دادن Cl به جای NH2
3-13-3-قرار دادن OH به جای NH2
3-14-طرز ساختن رنگ های بیس آزو
3-14-1-اطلاعات مختصری در مورد برخی از رنگینه های آزو
3-14-2-طرز ساختن نفتل بلوبلاک
3-14-3-طرز ساختن کنگورد
3-15- مراجع
فصل چهارم: رنگرزی پشم و نایلون با مواد رنگزای بیس آزو
4-1-رنگرزی الیاف نایلون و پشم با نفتل بلوبلاک
4-1-1-مشخصات کلی رنگ در کالریندکس
4-2-1-تئوری رنگرزی
4-2-2-رنگرزی نایلون
4-2-3-بررسی خواص رنگرزی لیف نایلون
4-2-4-رنگرزی پشم
4-2-5-بررسی خواص رنگرزی پشم
4-2-مراجع