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Química Bacharelado
Professor: Jair Mafezoli
Disciplina: Introdução a Química Têx�l
Alunos: Anderson Correa Paula
Taís Alcântara Braga
Corantes
Fortaleza/Ceará
Introdução
A utilização pelo Homem de corantes de origem animal, vegetal e mineral, é muito antiga. Estes corantes foram usados para adorno pessoal, decorar objetos, armas e
utensílios, fazer pinturas e principalmente tingir os têxteis com os quais cobriram o
corpo e embelezam as habitações. É de 2600 a. c. o primeiro registro escrito conhecido sobre corantes naturais e relata a sua utilização na China. Muitas substâncias corantes foram obtidas de flores, sementes, bagas, frutos, cascas, madeiras e raízes de plantas.
No entanto a maior parte destes materiais tinha cores pouco persistentes que desapareciam facilmente com a lavagem ou quando expostas à luz. De entre este vasto conjunto de substâncias havia contudo algumas que, pelo fato de originarem cores belas e persistentes atingiram grande valor econômico, levando a cobiça e a guerras, fazendo a sua posse a fortuna de impérios mas também a desgraça de vários povos.
Em 1856, William Henry Perkin , um químico inglês, sintetizou a mauveina - o primeiro corante sintético já produzido. Perkin logo fundou uma fábrica, e logo estava produzindo outros corantes artificiais. Hoje, mais de 90% dos corantes empregados são sintéticos. Mesmo o índigo , um dos mais utilizados, foi obtido
sinteticamente, em 1880, e as plantações desta planta logo deixaram de ser um bom
negócio, pois o custo para a sua fabricação era menor do que para seu cultivo e extração.
Figura 1: Síntese do índigo: S ua síntese envolvia a fusão cáustica da N-fenil-glicina, que podia ser obtida pela reação de ácido cloro acético com a anilina.
Definições:
Corantes naturais: São aqueles obtidos a partir de vegetais ou ,
eventualmente de animais.
Corantes artificiais: São aqueles obtidos por processo de síntese,
com composição química definida.
Corantes sintéticos idênticos aos naturais: São aqueles cujas estruturas químicas são semelhantes às dos corantes naturais, porém são sintetizados em laboratório.
Corante inorgânico ou pigmento: É aquele obtido a partir de substancias minerais e submetido a processos de elaboração e purificação adequados ao seu emprego em alimentos.
Nem todas as substâncias orgânicas são coloridas ; para tanto, são necessárias algumas particularidades estruturais da molécula. As cores dos corantes e pigmentos são devidos a absorção de radiação eletromagnética* na faixa da luz visível pelos compostos.
Figura 2. Exemplo da interação iônica entre o corante (D) e os gru- conforme pode ser visto abaixo:
pos amino da fibra da lã.
Interações de Van der Waals - São tingimentos baseados na interação proveniente da aproximação máxima entre orbitais π do corante e da molécula da fibra, de tal modo que as moléculas do corante são “ancoradas” firmemente sobre a fibra por um processo de afinidade, sem formar uma ligação propriamente dita. Esta atração é especialmente efetiva quando a molécula do corante é linear/longa e/ou achatada e pode assim se aproximar o máximo possível da molécula da fibra. Exemplos característicos deste tipo de interação são encontrados na tintura de lã e poliéster com corantes com alta afinidade por celulose.
Interações de Hidrogênio - São tinturas provenientes da ligação entre átomos de hidrogênio covalentemente ligados no corante e pares de elétrons livres de átomos doadores em centros presentes na fibra. Exemplos característicos deste tipo de
interação são encontradas na tintura de lã, seda e fibras sintéticas como acetato de celulose.
Interações Covalentes - São provenientes da formação de uma ligação covalente entre a molécula do corante contendo grupo reativo (grupo eletrofílico) e resíduos nucleofílicos da fibra. Exemplos característicos deste tipo de interação são tinturas de
fibra de algodão.
Classificação
Os corantes podem ser classificados de acordo com sua estrutura química (antraquinona, azo e etc.) ou de acordo com o método pelo qual ele é fixado à fibra têxtil. Os principais
grupos de corantes classificados pelo modo de fixação são mostrados a seguir.
Corantes Reativos: Neste processo, um grupo reativo é introduzido no corante; este, então, liga-
se covalentemente às moléculas das fibras do tecido, principalmente o algodão.
Aplicação: Liga-se covalentemente às moléculas das fibras do tecido, rincipalmente o algodão.
F 0 E 0 Vantagens:^ São economicamente intermediários; Alta solidez à luz e a úmido; Não necessita fixador; Alta reprodutibilidade; F 0 E 0 Desvantagens:^ Tem restrição no tratamento com cloro; Agride ao meio ambiente;
Corantes diretos: Como o próprio nome sugere, podem ser aplicados, em solução aquosa,
diretamente sobre as fibras. Este processo é especialmente aplicável à lã e à seda. Estas fibras são constituídas por proteínas, que possuem tanto grupos ácidos como básicos que combinam com corantes básicos e ácidos, respectivamente. Um exemplo é a malva.
Aplicação: compostos solúveis em água capazes de tingir fibras de celulose
(algodão, viscose, etc.)
Corantes Azóicos: Em comum, eles contém o grupo -N=N- , chamado " azo ".
São compostos coloridos, insolúveis em água, que são realmente
sintetizados sobre a fibra durante o processo de tingimento.
O primeiro corante azóico utilizado comercialmente foi a crisoidina , que já vem sendo vendido desde 1875. A partir deste, se obteve um dos corantes marrons mais empregados: o marrom Bismark.
Aplicação : Permite um método de tingimento de fibras celulósicas (especificamente alongadas) com alto padrão de fixação e alta resistência contra luz e umidade.
F 0 E 0 Vantagens:^ A cor é produzida dentro da fibra; Alta solidez; Brilho excelente; Cor vermelha; Não usa fixador; F 0 E 0 Desvantagens:^ Alto custo; Processo longo; Agride o meio ambiente;
Corantes Ácidos: No processo de tintura, o corante previamente neutralizado
(solução contendo cloreto, acetato, hidrogenossulfato, etc.) se liga à fibra através de uma troca iônica envolvendo o par de elétrons livres dos grupos amino e carboxilato das fibras protéicas, na forma não-protonada.
Pigmentos Orgânicos
Tintas gráficas, tintas e vernizes, estamparia têxtil, plásticos
Pigmentos Inorgânicos
Tintas gráficas, tintas e vernizes, estamparia têxtil, plásticos
PIGMENTOS ORGÂNICOS
São materiais orgânicos sintéticos, obtidos por meio de sínteses químicas, partindo-se do petróleo ou carvão. Quando se trata de coloração de materiais submetidos ou processados a temperaturas muito altas, como é o caso de cerâmicas e vidros, devem ser utilizados os pigmentos inorgânicos.
Aplicações : Em materiais e produtos de nosso cotidiano, eles são extensamente utilizados. Por exemplo:
- Tintas e vernizes empregados nas indústrias automotivas, de construção civil e diversos produtos industriais.
- Tintas Gráficas destinadas a diferentes substratos como: filmes plásticos (outdoors), papel (revistas e jornais), metais (indústria de bebidas), etc.
- Plásticos e polímeros destinados a produtos corriqueiros, como brinquedos, utilidades domésticas, equipamentos eletroeletrônicos ou produtos tecnologicamente mais exigentes, como acabamentos internos e partes de automóveis; peças e componentes de veículos, aviões, satélites, entre outros
- Outros campos de aplicação são: materiais de escritório, cosméticos e domissanitários, fertilizantes e sementes, sabões e detergentes. São, ainda, bastante aplicados nos campos têxteis e de couros.
PIGMENTOS A BASE DE ÓXIDO
Os pigmentos a base de óxido possuem a seguinte constituição química:
Cor Componente Fórmula Variações de Cor Amarelo Vermelho Óxido de ferro III
a - Fe2O3 Amarelo - Azul Amarelo Hidróxido de Ferro a - FeOOH Verde - Vermelho Preto Óxido de ferro II e III Fe3O4 Azul - Vermelho Marrom Óxido de ferro Misturas Verde Óxido de Cromo Cr2O3 Azul - Amarelo Azul Óxido de Cobalto Co(Al,Cr)2O 4
Vermelho - Verde
Os óxidos, por sua forte ligação química metálica, possuem resistência extremamente forte à luz. Isto também se dá devido à ligação do íon ferro ser a mais estável, ou seja, sua oxidação garante uma estabilidade que, em condições normais, não é quebrada.
Os óxidos naturais (em geral de ferro) são produtos diferentes dos óxidos sintéticos. Eles mantêm as propriedades químicas dos mesmos, porém, mesmo existindo produtos com excelente qualidade, em geral, possuem teor de Fe2O3 (como é medido o teor de óxidos) em proporção menor e contaminantes.
Comparativo entre os óxidos naturais e sintéticos
Natural Sintético
Minério processado Processo Químico
Baixo teor de Fe2O3 Alto teor de Fe2O
Alto consumo de Produto Baixo consumo de Produto
Alto teor de impurezas Baixo teor de impurezas
Custo mais baixo Custo mais alto
Opacidade mais baixa Opacidade mais alta
Poder colorístico menor Poder colorístico maior
Saturação de cor menor Saturação de cor maior
Estável ao concreto e intempéries
Estável ao concreto e intempéries
Limitações Colorimétricas Alto range colorimétrico
Dentro deste contexto, o incentivo à pesquisa é primordial no desenvolvimento de novos corantes capazes de atender às necessidades do fabricante e de proteção ao ser humano e ao meio-ambiente.
Bibliografia
Acessado em 10/06/
http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/cores-e-piguimentos/corantes-e- piguimentos.php
http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/dye/corantes.html
http://www.scielo.br/pdf/qn/v23n1/2146.pdf
