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Farben für die Ewigkeit Anorganische Pigmente

Farben für die Ewigkeit Anorganische Pigmente. Melanie Barthel, Josef Breu. Südliches Afrika, Buschleute, -25000. Altamira, Spanien, -15000. Grab des Tut-ench-Amun, Ägypten, -3130. Kloster Moldovi ţa , Rumänien, 1532. Kloster Vorone ţ , Rumänien, 1547. Aboriginal, Australien, heute.

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Farben für die Ewigkeit Anorganische Pigmente

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Presentation Transcript

  1. Farben für die EwigkeitAnorganische Pigmente Melanie Barthel, Josef Breu

  2. Südliches Afrika, Buschleute, -25000

  3. Altamira,Spanien,-15000

  4. Grab des Tut-ench-Amun, Ägypten, -3130

  5. Kloster Moldoviţa, Rumänien, 1532

  6. Kloster Voroneţ, Rumänien, 1547

  7. Aboriginal,Australien,heute

  8. OvaHimba, Namibia, heute

  9. Übersicht • Definition und Geschichte der Pigmente • Wirtschaftliche Bedeutung • Eigenschaften • Grundlagen der Farbigkeit • Beispiele

  10. 1. Definition Pigmente sind unlöslich in Löse- und Bindemitteln. Verbindungsklassen: • Oxide • Oxidhydrate • Sulfide • Sulfate • Carbonate • Silicate • Cyanide…

  11. Einteilung • Weißpigmente (z.B. TiO2) • Schwarzpigmente (z.B. Ruße) • Buntpigmente (z.B. Fe-Oxide) • Spezialpigmente • Phosphore (Neonröhren, LED) • Perlglanz (TiO2 auf Glimmer) • Interferenz (Geldscheine)

  12. 2. Wirtschaftliche Bedeutung • Weltjahresproduktion (2000): • 5.900.000 Tonnen (96% anorganisch) • Umsatz (2002): • 10.000.000.000 $ 50 % der Fe-Pigmente kommen aus Deutschland!z.B.: Schwan-STABILO Cosmetics, Heroldsberg

  13. Verwendung • Druckfarben • Lacke • Anstrich- u. Färbemittel • Färben von Papier, Keramik, Glas • Kosmetika

  14. Aus der Geschichte • 30.000 v. Chr.: Ocker, Manganbraun • 3.000 v. Chr.: Zinnober, Lapis Lazuli, Malachit • 18. Jhd.: Beginn der Pigment-Industrie (Berliner Blau) • 19. Jhd.: Ultramarin, Co-, Fe- & Cd-Pigmente

  15. Deckfähigkeit Teilchengröße  Streuung Teilchengestalt Farbechtheit Färbe- / Aufhellmögen 3. Eigenschaften

  16. Verarbeitung • Benetzbarkeit • Beständigkeit • Dispergierbarkeit

  17. Streuung und Absorption Abhängigkeit von der Teilchengröße

  18. Farbechtheit Seladonit K(MgFe3+)2Si4O10(OH)2 Canaletto, 1747 mit Seladonit gemalt Glauconit K0.85(Fe3+Al)1.34(MgFe2+)0.66(Si3.76Al0.24)O10(OH)2 Canaletto, 1743 mit Glauconit gemalt

  19. 4. Grundlagen der Farbigkeit Nicht – selektive Licht- streuung Selektive Lichtab-sorption u.-streuung Nicht – selektive Licht-absorption

  20. Grundlagen der Farbigkeit Sichtbarer Spektralbereich: 400 – 700 nm

  21. Grundlagen der Farbigkeit Farbe entstehtdurch: • Lichtabsorption • Lichtemission (Neonröhren, LED) Das Pigment zeigt die Komplimentärfarbe

  22. 5. Beispiele: Farbigkeit durch Farbzentren Erzeugung von Farbe durch ungepaartes Elektron („Elektron im Kasten“) CaF2(Fluorit)

  23. Farbigkeit durch d-d-Übergänge Rubin:Al2O3 „verunreinigt“ mit Cr3+

  24. d-d-Übergänge: wir stellen her… Rinmans Grün:ZnO „verunreinigt“ mit Co2+ http://ruby.chemie.uni-freiburg.de/Vorlesung/pigmente_0.html

  25. Farbigkeit durch Radikalanionen Ultramarin / Lapislazuli: • schwefelhaltiges AlumosilikatNa4[Al3Si3O12]Sx (Sodalith) • Farbigkeit durch radikalische Sulfidanionen:S3-(blau)

  26. Farbigkeit durch Radikalanionen Totenmaske des Tut-Ench-Amun(bei dem blauen Mineral handelt es sich um "Lapis Lazuli")

  27. Farbigkeit durch Radikalanionen Totenmaske des Tut-Ench-Amun(bei dem blauen Mineral handelt es sich um "Lapis Lazuli") Grüne Ultramarine: S2-radikalische Disulfidanionen Rote Ultramarine: S4-radikalische Tetrasulfidanionen

  28. Fe2+ fehlt Fe2+ H2O Fe3+ C N Farbigkeit durch Charge-Transfer Berliner Blau Fe4III[FeII(CN)6]3 • 14 H2O

  29. Farbigkeit durch Charge-Transfer Berliner Blau Fe4III[FeII(CN)6]3 • 14 H2O Fe2+ oktaedrisch von CN- koordiniert, Fe3+ über N-Seite Elektronenaustausch zwischen Fe2+ und Fe3+:

  30. Einstellen einer Farbe CdTe Mit anwachsender Teilchengröße von ca. 2 auf 5 nm geht die Farbe allmählich von Grün in Rot über → bandgap wird kleiner

  31. Ausblick • Verbesserung bekannter Pigmente • Ersatz toxikologisch bedenklicher Pigmentez.B. durch Oxonitride LaTaON2 Ersatz für Cadmiumrot

  32. Ausblick • Ersatz umweltschädlicher Herstellungsverfahren • Funktionspigmente • Farbpigmente mit neuen Effekten

  33. Rinmans Grün ZnxCo1-xO Eisenoxidgelb α-FeOOH Goethit Eisenoxidrot γ-Fe2O3 Maghemit Berliner Blau Fe4III[FeII(CN)6]3•14 H2O Barytweiß BaSO4 Schwerspat

  34. Literatur • Nassau, K.; Spektrum der Wissenschaft; 12, 65-81, 1980. • http://www.seilnacht.tuttlingen.com/lexikon • http://ruby.chemie.uni-freiburg.de/Vorlesung/pigmente_0.html • http://www.2k-software.de/ingo/farbe/farbursache.html • Pfaff, G.; Chemie in unserer Zeit; 31, 6-16, 1997. • Buxbaum, G. und Pfaff, G.; „Industrial Inorganic Pigments, 3. Auflage, Wiley-VCH, 2005. • http://www.chemie.uni-hamburg.de/pc/Weller/abb1.html

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