مواد رنگزای حلال Solvent Dyes

مواد رنگزای حلال (Solvent Dyes) چیست؟ کاربردها، ویژگی‌ها و مزایا

مواد رنگزای حلال یا Solvent Dyes گروهی از رنگ‌ها هستند که در حلال‌های آلی، روغن‌ها، واکس‌ها و پلاستیک‌ها حل می‌شوند و برخلاف رنگ‌های محلول در آب، در محیط‌های غیرقطبی بهترین عملکرد را دارند. این رنگ‌ها به دلیل شفافیت بالا، پایداری نوری مناسب و قدرت رنگ‌دهی قوی، در صنایع مختلف جایگاه ویژه‌ای پیدا کرده‌اند.
مواد رنگزای حلال می توانند به دو گروه حلال در روغن و حلال در الکل تقسیم بندی شوند.

مواد رنگزای حلال چگونه عمل می‌کنند؟

ساختار مولکولی این رنگ‌ها به گونه‌ای است که در محیط‌های آلی به‌خوبی حل شده و یک محلول یکنواخت ایجاد می‌کنند. این ویژگی باعث می‌شود رنگ حاصل، شفاف و براق باشد و همچنین ته‌نشین نشود و در برابر حرارت و نور مقاومت بیشتری داشته باشد.

در عکس زیر طیف برخی از مواد رنگزای حلال و همچنین مولکول برخی از آن ها نشان داده شده است:

به همین دلیل Solvent Dyes در فرآیندهایی که نیاز به رنگ‌دهی یکنواخت و پایدار دارند، انتخاب اول بسیاری از تولیدکنندگان هستند.

فرمول شیمیایی، کاربرد و ته رنگ برخی از مواد رنگزای حلال:

سودان I (همچنین با نام‌های CI Solvent Yellow 14 یا Solvent Orange R شناخته می‌شود) یک ترکیب آلی است که معمولاً به عنوان یک رنگ آزو طبقه‌بندی می‌شود. این ماده جامد نارنجی-قرمز است که برای رنگ‌آمیزی موم‌ها، روغن‌ها، بنزین، حلال‌ها و جلاها استفاده می‌شود. از نظر تاریخی، سودان I به عنوان یک عامل رنگ‌آمیزی مواد غذایی، به ویژه برای پودر کاری و پودر فلفل قرمز استفاده می‌شد.
رنگ‌های سودان گروهی از ترکیبات آزو هستند که برای رنگ‌آمیزی حلال‌های هیدروکربنی، روغن‌ها، چربی‌ها، موم‌ها، کفش‌ها و واکس‌های کف استفاده شده‌اند.

سودان III یا (Solvent Red 23)یک رنگ دی ازو لیزوکروم (رنگ محلول در چربی) است. از نظر ساختاری با آزوبنزن مرتبط است. از آن برای رنگ‌آمیزی مواد غیرقطبی مانند روغن‌ها، چربی‌ها، موم‌ها، گریس‌ها، محصولات مختلف هیدروکربنی و امولسیون‌های اکریلیک استفاده می‌شود. کاربرد اصلی آن به عنوان رنگ سوخت در ایالات متحده است که برای تشخیص روغن گرمایش کم مالیات از سوخت دیزل خودرو و توسط آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) برای علامت‌گذاری سوخت‌هایی با محتوای گوگرد بالاتر اجباری شده است. این ماده جایگزینی برای Solvent Red 26 با حلالیت بهتر در هیدروکربن‌ها است.

آبی نفتی 35 یا (Solvent Blue 35) یک رنگ آبی آنتراکینون است که برای رنگ‌آمیزی حلال‌های الکلی و هیدروکربنی، از جمله روغن‌ها، چربی‌ها و موم‌ها استفاده می‌شود. همچنین در لاک‌ها و جوهرها نیز استفاده می‌شود. در برخی کشورها، به عنوان رنگ سوخت استفاده می‌شود. همچنین در برخی از فرمولاسیون‌های دود آبی رنگ استفاده می‌شود. در میکروسکوپی، به عنوان رنگ رنگ‌آمیزی استفاده می‌شود. هنگامی که در معرض محلول 5٪ اسید هیدروکلریک قرار می‌گیرد، به رنگ سبز تیره در می‌آید.

در رنگ‌آمیزی، نیگروزین (CI 50415، Solvent black 5) مخلوطی از رنگ‌های مصنوعی سیاه است که با گرم کردن مخلوطی از نیتروبنزن، آنیلین و اسید هیدروکلریک در حضور مس یا آهن ساخته می‌شود. این ماده که با ایندولین مرتبط است، مخلوطی از ترکیبات فنازین است. کاربردهای اصلی صنعتی آن به عنوان رنگ‌دهنده برای لاک‌ها و جلاها و در جوهرهای خودکار ماژیک است. سولفوناسیون نیگروزین، یک رنگ آنیونی محلول در آب به نام نیگروزین WS (CI 50420، Acid black 2) تولید می‌کند. گذشته از کاربرد اصلی آن در لاک‌ها، مقادیر کمی از نیگروزین برای رنگ‌آمیزی منفی باکتری‌ها استفاده می‌شود. و همچنین قارچ حاوی کپسول کریپتوکوکوس نئوفورمنس. شکل و اندازه ارگانیسم‌ها به صورت خطوط بدون رنگ در برابر پس‌زمینه تیره دیده می‌شود. مزیت استفاده از این روش، به جای رنگ‌آمیزی‌های مثبت معمول مانند متیلن بلو یا کربول فوشین، این است که تثبیت قبلی با گرما یا الکل لازم نیست، بنابراین ارگانیسم‌ها به شکل‌های زنده‌تری دیده می‌شوند. علاوه بر این، رنگ‌آمیزی منفی با نیگروزین می‌تواند برخی از میکروارگانیسم‌هایی را که با روش‌های معمول قابل رنگ‌آمیزی نیستند، آشکار کند. نیگروزین WS در آزمایش‌های مربوط به زنده بودن استفاده می‌شود زیرا سلول‌های زنده رنگ را دفع می‌کنند، اما وارد سلول‌های مرده می‌شود.

کوینیزارین گرین اس‌اس که با نام (Solvent Green 3) نیز شناخته می‌شود، مشتقی از آنتراکینون است. این ماده پودری سیاه رنگ است که در حلال‌های آلی قطبی محلول اما در آب نامحلول است. از آن به عنوان رنگ برای افزودن رنگ سبز به لوازم آرایشی و داروها استفاده می‌شود. در برخی از فرمولاسیون‌های دود رنگی نیز کاربرد دارد.
طبق کریستالوگرافی اشعه ایکس، بخش آنتروکینون مولکول مسطح است. هر دو پروتون آمین با کربونیل‌ها پیوند هیدروژنی تشکیل می‌دهند. این رنگ جزئی از برخی نارنجک‌های دودزا است و سوالاتی در مورد سمیت آن مطرح شده است.

کاربردهای مواد رنگزای حلال

مواد رنگزای حلال در طیف گسترده‌ای از صنایع استفاده می‌شوند. برخی از مهم‌ترین کاربردها عبارت‌اند از:

۱. صنایع پلاستیک

*رنگ‌آمیزی پلی‌اتیلن (PE)

*پلی‌پروپیلن (PP)

*پلی‌کربنات (PC)

*پلی‌استر (PET)

* پلی وینیل کلراید (PVC)

این رنگ‌ها در دماهای بالا پایدار بوده و باعث ایجاد رنگ‌های شفاف و جذاب در محصولات پلاستیکی می‌شوند.

۲. صنایع سوخت و روغن

*رنگ‌دهی به بنزین، گازوئیل و سوخت‌های صنعتی

*تشخیص کیفیت و جلوگیری از تقلب

*رنگ‌آمیزی روغن‌های صنعتی و هیدرولیک

۳. صنایع چاپ و جوهر

*جوهرهای چاپ هلیوگراور

*جوهرهای چاپ فلکسو

*جوهرهای مارکر و خودکار

۴. صنایع چرم مصنوعی و پارچه‌های فنی

*رنگ‌دهی یکنواخت به PU و PVC

*ایجاد رنگ‌های شفاف و مقاوم در برابر سایش

۵. واکس‌ها و پولیش‌ها

*واکس خودرو

*واکس کفش

*پولیش‌های صنعتی

مزایای استفاده از مواد رنگزای حلال

*قدرت رنگ‌دهی بالا

*شفافیت و براقیت عالی

*پایداری حرارتی و نوری مناسب

*سازگاری با انواع پلیمرها و حلال‌های آلی

*عدم ته‌نشینی و ایجاد رنگ یکنواخت

*مناسب برای فرآیندهای دمای بالا

چرا مواد رنگزای حلال برای صنایع مدرن ضروری هستند؟

با گسترش تولیدات پلاستیکی، سوخت‌های صنعتی و محصولات پلیمری، نیاز به رنگ‌هایی که در شرایط سخت عملکرد پایدار داشته باشند افزایش یافته است. Solvent Dyes به دلیل ویژگی‌های فنی و اقتصادی، یکی از بهترین گزینه‌ها برای تولیدکنندگان محسوب می‌شوند.

جمع‌بندی

مواد رنگزای حلال (Solvent Dyes) به دلیل قابلیت حل شدن در محیط‌های آلی، پایداری بالا و قدرت رنگ‌دهی قوی، در صنایع مختلف از پلاستیک و سوخت گرفته تا چاپ و چرم مصنوعی کاربرد گسترده‌ای دارند. انتخاب صحیح نوع رنگزای حلال می‌تواند کیفیت نهایی محصول را به‌طور چشمگیری افزایش دهد.