Pigmentdefinition und Chemie

Ein Pigment ist eine Substanz, die eine bestimmte Farbe aufweist, weil sie selektiv die Wellenlänge des Lichts absorbiert. Während viele Materialien diese Eigenschaft besitzen, sind Pigmente mit praktischen Anwendungen bei normalen Temperaturen stabil und haben eine hohe Farbstärke, so dass nur eine geringe Menge benötigt wird, um die Farbe zu sehen, wenn sie auf Gegenständen verwendet oder mit einem Träger gemischt wird. Als Pigmente werden Pigmente bezeichnet, die mit der Zeit oder bei längerer Lichteinwirkung entweder verblassen oder auch schwärzen flüchtige Pigmente.

Historische und prähistorische Pigmente

Die frühesten Pigmente stammten aus natürlichen Quellen wie Holzkohle und gemahlenen Mineralien. Paläolithische und neolithische Höhlenmalereien weisen auf Ruß, Rotocker (Eisenoxid, Fe) hin₂Ö₃) und gelber Ocker (Eisenoxidhydrat, Fe₂Ö₃· H₂O) waren dem Urmenschen bekannt. Synthetische Pigmente wurden bereits in der Zeit von B.C.E. 2000. Weißes Blei wurde durch Mischen von Blei und Essig in Gegenwart von Kohlendioxid hergestellt. Ägyptisches Blau (Kalziumkupfersilikat) wurde aus Glas gewonnen, das mit Malachit oder einem anderen Kupfererz gefärbt wurde. Mit der Entwicklung von immer mehr Pigmenten wurde es unmöglich, deren Zusammensetzung im Auge zu behalten.

Im 20. Jahrhundert entwickelte die Internationale Organisation für Normung (ISO) Normen für Eigenschaften und Prüfungen von Pigmenten. Der Color Index International (CII) ist ein veröffentlichter Standardindex, der jedes Pigment anhand seiner chemischen Zusammensetzung identifiziert. Über 27.000 Pigmente sind im CII-Schema indiziert.

Farbstoff und Lumineszenz

Ein Pigment ist eine Substanz, die entweder trocken oder in ihrem flüssigen Träger unlöslich ist. Ein Pigment in Flüssigkeit bildet eine Suspension. Im Gegensatz dazu ist ein Farbstoff entweder ein flüssiger Farbstoff oder löst sich in einer Flüssigkeit unter Bildung einer Lösung. Manchmal kann ein löslicher Farbstoff in ein Metallsalzpigment ausgefällt werden. Ein auf diese Weise aus einem Farbstoff hergestelltes Pigment wird als a bezeichnet Seepigment (z. B. Aluminiumsee, Indigosee).

Sowohl Pigmente als auch Farbstoffe absorbieren Licht, um eine bestimmte Farbe zu erhalten. Im Gegensatz dazu ist Lumineszenz ein Prozess, bei dem ein Material Licht emittiert. Beispiele für Lumineszenz schließen Phosphoreszenz, Fluoreszenz, Chemilumineszenz und Biolumineszenz ein.

Pigmentdefinition in den Biowissenschaften

In der Biologie wird der Begriff "Pigment" etwas anders definiert, wobei sich ein Pigment auf ein beliebiges farbiges Molekül bezieht, das sich in einer Zelle befindet, unabhängig davon, ob es löslich ist oder nicht. Obwohl Hämoglobin, Chlorophyll, Melanin und Bilirubin (als Beispiele) nicht der engen Definition von Pigment in der Wissenschaft entsprechen, handelt es sich um biologische Pigmente.

In tierischen und pflanzlichen Zellen tritt auch eine strukturelle Farbe auf. Ein Beispiel dafür sind Schmetterlingsflügel oder Pfauenfedern. Pigmente haben unabhängig von ihrer Ansicht die gleiche Farbe, während die Strukturfarbe vom Betrachtungswinkel abhängt. Während Pigmente durch selektive Absorption gefärbt werden, resultiert strukturelle Farbe aus selektiver Reflexion.

Wie Pigmente wirken

Pigmente absorbieren selektiv Lichtwellenlängen. Wenn weißes Licht auf ein Pigmentmolekül trifft, gibt es verschiedene Prozesse, die zur Absorption führen können. Konjugierte Doppelbindungssysteme absorbieren in einigen organischen Pigmenten Licht. Anorganische Pigmente können Licht durch Elektronentransfer absorbieren. Zum Beispiel absorbiert Zinnoberrot Licht und überträgt ein Elektron vom Schwefelanion (S^2-) an ein Metallkation (Hg²⁺). Die Ladungstransferkomplexe entfernen die meisten Farben von weißem Licht und reflektieren oder streuen den Rest zurück, um als bestimmte Farbe zu erscheinen. Pigmente absorbieren oder subtrahieren Wellenlängen und addieren diese nicht wie Lumineszenzmaterialien.

Das Spektrum des einfallenden Lichts beeinflusst das Aussehen eines Pigments. So erscheint beispielsweise ein Pigment unter Sonnenlicht nicht in der gleichen Farbe wie unter fluoreszierender Beleuchtung, da ein anderer Wellenlängenbereich reflektiert oder gestreut werden muss. Wenn die Farbe eines Pigments dargestellt wird, muss die für die Messung verwendete Laborlichtfarbe angegeben werden. Normalerweise ist dies 6500 K (D65), was der Farbtemperatur des Sonnenlichts entspricht.

Der Farbton, die Sättigung und andere Eigenschaften eines Pigments hängen von anderen Verbindungen ab, die in Produkten enthalten sind, z. B. Bindemittel oder Füllstoffe. Wenn Sie beispielsweise eine Farbe kaufen, wird diese je nach Rezeptur der Mischung unterschiedlich aussehen. Ein Pigment sieht unterschiedlich aus, je nachdem, ob seine endgültige Oberfläche glänzend, matt usw. ist. Die Toxizität und Stabilität eines Pigments wird auch von anderen Chemikalien in einer Pigmentsuspension beeinflusst. Dies ist unter anderem für Tätowierfarben und deren Träger von Belang. Viele Pigmente sind für sich genommen hochgiftig (z. B. Bleiweiß, Chromgrün, Molybdatorange, Antimonweiß)..

Liste der wichtigsten Pigmente

Pigmente können in organische oder anorganische eingeteilt werden. Anorganische Pigmente können auf Metallbasis sein oder nicht. Hier ist eine Liste einiger Schlüsselpigmente:

Metallische Pigmente

• Cadmiumpigmente: Cadmiumrot, Cadmiumgelb, Cadmiumorange, Cadmiumgrün, Cadmiumsulfoselenid
• Chrompigmente: Chromgelb, Viridian (Chromgrün)
• Kobaltpigmente: Kobaltblau, Kobaltviolett, Ceruleanblau, Aureolin (Kobaltgelb)
• Kupferpigmente: Azurit, Ägyptisches Blau, Malachit, Pariser Grün, Han-Purpur, Han-Blau, Grünspan, Phthalocyaningrün G, Phthalocyaninblau BN
• Eisenoxidpigmente: Rotocker, Venezianisches Rot, Preußisches Blau, Sanguine, Caput Mortuum, Oxidrot
• Bleipigmente: Blei rot, Blei weiß, Cremnitz weiß, Neapel gelb, Blei-Zinn gelb
• Manganpigment: Manganviolett
• Quecksilberpigment: Zinnoberrot
• Titanpigmente: Titanweiß, Titanschwarz, Titangelb, Titanbeige
• Zinkpigmente: Zinkweiß, Zinkferrit

Andere anorganische Pigmente