ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Состав и кристаллическая структура из "Химия и технология пигментов Издание 4" Неорганические пигменты представляют собой, как правило, нерастворимые в воде и органических жидкостях соли или окислы. Наряду с индивидуальными соединениями (окиси цинка и титана, сульфат бария и др.) в качестве пигментов применяются соединения переменного состава (литопон, свинцовые и цинковые крона, почти все природные пигменты и наполнители). [c.28] При изготовлении пигментов не ставится цель получения химических веществ, если это не диктуется какими-либо особыми соображениями. В первую очередь важно, чтобы пигменты обладали определенным набором специфических пигментных характеристик (цвет, интенсивность, укрывистость и т. д.). Примеси являются вполне допустимыми, если они не ухудшают эксплуатационных показателей пигмента. [c.28] Однако это условие выполняется не всегда. Например, при использовании железного сурика в антикоррозионных составах (грунтовках, эмалях) приходится ограничивать содержание примесных электролитов (водорастворимых солей). Для получения цинковых белил с малой фотохимической активностью применяют металлический цинк с минимальным содержанием примесей (свинца, кадмия и др.). [c.28] Знание только химического состава пигмента не дает полной информации о технических свойствах. В зависимости от кристаллической структуры, которая определяется условиями кристаллизации и существования кристалла, одни и те же химические вещества могут иметь различные кристаллические решетки, а поэтому и различаться по цвету, показателю преломления, плотности и т. д., а следовательно, и по пигментным свойствам — интенсивности, светостойкости, укрывистости и т. д. [c.28] ультрамарины одного и того же химического состава могут быть совершенно различных оттенков. Из двух литопонов одного химического состава один может быть совершенно белым, а другой иметь явно вьТраженный сероватый или желтоватый оттенок. Одному составу свинцового крона соответствуют две кристаллические модификации, из которых одна является пигментом более светлым, а другая — более темным и т. д. [c.28] В некоторых случаях, зная химический состав, можно судить о качестве пигмента. Известно, что высокие малярные свойства литопона, состоящего из 2п5 и Ва504, зависят от содержания в нем 7п5. Чем больше в литопоне гп5, тем больше его укрывистость и интенсивность. Известно также, что укрывистость свинцовых белил зависит от содержания в них РЬСОз. Таким образом. [c.28] Химический состав пигментов важно знать и потому, что некоторые вещества, входящие в состав пигментов, оказывают вредное действие на человеческий организм (соединения мышьяка, ртути, меди и свинца). [c.29] Природные и синтетические неорганические пигменты являются кристаллическими телами. Особенностью кристаллического состояния является дальний порядок (пространственная периодичность) в расположении структурных элементов твердого тела, которыми могут быть атомы, ионы или молекулы. По природе структурных элементов и характеру связей между ними в кристаллах принято различать атомные, молекулярные и ионные кристаллические решетки. [c.29] Атомные кристаллические решетки построены из атомов, связанных ковалентными связями. Кристаллические тела с решетками атомного типа имеют высокую температуру плавления и твердость. Представители этого типа сравнительно немногочисленны алмаз, кремний и некоторые другие неорганические соединения. [c.29] В узлах молекулярных кристаллических решеток находятся молекулы, между которыми действуют межмолекулярные (вандер-ваальсовы) силы, примерно на порядок уступающие ковалентным по прочности. Молекулярные кристаллы сравнительно легкоплавки и отличаются невысокой твердостью. Молекулярную решетку имеют все органические пигменты, а также некоторые неорганические (в частности, большинство окислов). [c.29] В узлах ионных кристаллических решеток расположены ионы, связанные электростатическими силами (ионными связями). По прочности эти решетки уступают атомным, но превосходят молекулярные. Кристаллы этого типа образуют большинство пигментов, являющихся солями (свинцовые крона, кадмиевые пигменты и др.). [c.29] Решетки некоторых пигментов (литопона, кадмиевых пигментов) можно рассматривать как промежуточные между ионными и атомными, поскольку в них связь между частицами, находящимися в узлах кристаллической решетки, является частично ионной, а частично ковалентной. [c.29] В узлах металлических кристаллических решеток находятся атомы металлов, а в межузельном пространстве свободно движутся обобществленные электроны (электронный газ). Это обусловливает специфические свойства металлов (высокую тепло- и электропроводность, пластичность и др.), что учитывается при использовании металлических порошков в качестве пигментов. [c.29] Кристаллов (как крупных — монокристаллов, так и мелких, из которых состоят пигменты), классифицируется на основе определенного набора элементов симметрии и сведено к шести группам, или кристаллическим системам, примеры которых приведены на рис. П-1. Строение кристаллических решеток некоторых соединений показано на рис. 11.2. [c.31] В то же время одному и тому же химическому соединению может отвечать две или несколько различных кристаллических форм (рис. П-3) это явление называется полиморфизмом. [c.31] Полиморфные превращения кристаллических веществ (т. е. переходы из одной структуры в другую) легче всего происходят при нагревании. В некоторых случаях изменение кристаллической структуры происходит даже при механическом воздействии на кристаллы. [c.31] При формировании кристаллов в обычных условиях, в особенности кристаллов технических продуктов, строгая периодичность в расположении структурных элементов несколько нарушается, что выражается в появлении дефектов структуры. Последние могут затрагивать лишь одну или несколько элементарных ячеек (тонкие дефекты, или дефекты решетки) или весь кристалл в целом (грубые дефекты, или дефекты кристалла). [c.31] При повышении температуры увеличивается равновесная концентрация термических дефектов, а при понижении температуры часть дефектов исчезает. Поскольку такие изменения происходят, как правило, не полностью обратимо, прокаливание часто изменяет свойства кристаллических тел (даже если не И8меняется кристаллическая структура), связанные с дефектностью кристаллов изменяется показатель преломления, удельное электросопротивление и другие свойства, а это отражается на укрывистости, фотохимической активности и т. д. (см. гл. П1). Присутствие примесных атомов или ионов также приводит к появлению тонких дефектов (дефекты Френкеля), влияющих на электропроводность, прочность и другие свойства кристаллов. [c.32] Грубыми дефектами кристаллов являются нарушения параллельности слоев, наличие блоков с различной координацией, микротрещин, включений маточного раствора и т. д. [c.32] Правильные и крупные кристаллы встречаются в природе сравнительно редко (например, кристаллы каменной соли, кварца). Их можно выращивать искусственно из растворов и расплавов. Большинство получаемых в технике кристаллических веществ, и в частности неорганические пигменты, состоят из мелких и малосовер-шенных, с большим количеством дефектов кристаллов. [c.32] Вернуться к основной статье