Pigmentdefinisjon og kjemi

Et pigment er et stoff som vises i en viss farge fordi det selektivt absorberer bølgelengde av lys. Mens mange materialer har denne egenskapen, er pigmenter med praktiske anvendelser stabile ved normale temperaturer og har en høy fargetone, så bare en liten mengde er nødvendig for å se fargen når den brukes på gjenstander eller blandet med en bærer. Pigmenter som enten blekner eller annet svertes over tid eller med utvidet lysutsetting kalles flyktende pigmenter.

De tidligste pigmentene kom fra naturlige kilder, for eksempel kull og malte mineraler. Paleolitiske og neolitiske hulemalerier indikerer kullsvart, rød oker (jernoksid, Fe₂O₃), og gul oker (hydrert jernoksid, Fe₂O₃· H₂O) var kjent for forhistorisk mann. Syntetiske pigmenter kom i bruk så tidlig som B.C.E. 2000. Hvitt bly ble laget ved å blande bly og eddik i nærvær av karbondioksid. Egyptisk blått (kalsiumkobbersilikat) kom fra glassfarget ved bruk av malakitt eller annen kobbermalm. Etter hvert som flere og flere pigmenter ble utviklet, ble det umulig å følge med på sammensetningen deres.

På 1900-tallet utviklet den internasjonale organisasjonen for standardisering (ISO) standarder for egenskaper og testing av pigmenter. Color Index International (CII) er en publisert standardindeks som identifiserer hvert pigment i henhold til dets kjemiske sammensetning. Over 27 000 pigmenter indekseres i CII-skjemaet.

Et pigment er et stoff som er tørt eller annet uoppløselig i sin flytende bærer. Et pigment i flytende former en suspensjon. I motsetning til dette er et fargestoff enten et flytende fargestoff eller løses opp i en væske for å danne en løsning. Noen ganger kan et løselig fargestoff utfelles i et metallsaltpigment. Et pigment laget av et fargestoff på denne måten kalles a lake pigment (f.eks. aluminiumssjø, indigosjø).

Både pigmenter og fargestoffer absorberer lys for å fremstå som en viss farge. I kontrast er luminescens en prosess der et materiale avgir lys. eksempler på luminescens inkluderer phosphorescence, fluorescens, kjemiluminescens og bioluminescens.

I biologi er begrepet "pigment" definert noe annerledes, der et pigment refererer til ethvert farget molekyl som finnes i en celle, uavhengig av om det er løselig eller ikke. Så selv om hemoglobin, klorofyll, melanin og bilirubin (som eksempler) passer ikke til den smale definisjonen av pigment i vitenskapen, de er biologiske pigmenter.

I dyre- og planteceller forekommer også strukturell farge. Et eksempel kan sees i sommerfuglvinger eller påfuglfjær. Pigmenter er den samme fargen uansett hvordan de blir sett, mens strukturfarge avhenger av synsvinkelen. Mens pigmenter farges ved selektiv absorpsjon, er strukturelle farger resultatet av selektiv refleksjon.

Pigmenter absorberer selektivt bølgelengder av lys. Når hvitt lys slår et pigmentmolekyl, er det forskjellige prosesser som kan føre til absorpsjon. Konjugerte systemer med dobbeltbindinger absorberer lys i noen organiske pigmenter. Uorganiske pigmenter kan absorbere lys ved elektronoverføring. For eksempel absorberer vermilion lys og overfører et elektron fra svovelanjonen (S^2-) til en metallkation (Hg²⁺). Ladingoverføringskompleksene fjerner de fleste farger med hvitt lys, og reflekterer eller sprer resten for å fremstå som en viss farge. Pigmenter absorberer eller trekker fra bølgelengder og legger ikke til dem som selvlysende materialer gjør.

De spekteret av hendelseslyset påvirker utseendet til et pigment. Så for eksempel vil et pigment ikke vises riktig den samme fargen under sollys som det ville gjort under lysrør fordi et annet bølgelengdeområde blir igjen for å reflekteres eller spres. Når fargen på et pigment er representert, må den lyse fargen på laboratoriet som brukes til å ta målingen oppgis. Vanligvis er dette 6500 K (D65), som tilsvarer solens fargetemperatur.

Farge, metning og andre egenskaper ved et pigment avhenger av andre forbindelser som følger med det i produkter, for eksempel permer eller fyllstoffer. Hvis du for eksempel kjøper en farge på maling, vil den se annerledes ut avhengig av blandingens formulering. Et pigment vil se annerledes ut avhengig av om den endelige overflaten er blank, matt osv. Toksisiteten og stabiliteten til et pigment påvirkes også av andre kjemikalier i en pigmentsuspensjon. Dette er bekymringsfullt for tatoveringsblekk og deres transportører, blant andre applikasjoner. Mange pigmenter er svært giftige i seg selv (f.eks. blyhvit, kromgrønn, molybdatoransje, antimonhvit).

Pigmenter kan klassifiseres etter om de er organiske eller uorganiske. Uorganiske pigmenter kan være metallbaserte eller ikke. Her er en liste over noen nøkkelpigmenter:

• Kadmiumpigmenter: kadmiumrød, kadmiumgul, kadmiumoransje, kadmiumgrønn, kadmiumsulfoselenid
• Krompigmenter: kromgul, viridian (kromgrønn)
• Koboltpigmenter: koboltblå, koboltfiolett, ceruleanblå, aureolin (koboltgul)
• Kobberpigmenter: azuritt, egyptisk blå, malakitt, Paris grønn, Han lilla, Han blå, verdigris, ftalocyanin grønn G, ftalocyanin blå BN
• Jernoksidpigmenter: rød oker, venetiansk rød, prøyssisk blå, sanguine, caput mortuum, oksydrød
• Blypigmenter: rød bly, blyhvit, cremnitz hvit, Napoli gul, bly-tinn gul
• Manganpigment: manganfiolett
• Kvikksølvpigment: vermillion
• Titanpigmenter: titanhvit, titansvart, titangul, titanbeige
• Sinkpigmenter: sinkhvit, sinkferitt

• Kullpigmenter: karbon svart, elfenben svart
• Leirejord (jernoksider)
• Ultramarinpigmenter (lapis lazuli): ultramarin, ultramaringrønn

• Biologiske pigmenter: alizarin, alizarin crimson, gamboge, cochineal rød, rose madder, indigo, indisk gul, Tyrian purpur
• Ikke-biologiske organiske pigmenter: kinakridon, magenta, diarylidgult, ftaloblått, ftalalogrødt, rødt 170