فتالوسیالین ترکیبی آلی، آروماتیک، بزرگ و چند حلقه ای (گروه پورفیرین) و به شکل کریستال رنگی سبز آبی است. ساختار شیمیایی و الکترونی این ماده باعث شده است تا خواص رنگبخشی داشته باشد و پایه رنگ های فتالوسیانین قرار بگیرد؛ رنگ هایی که به دو شکل دای و پیگمنت وجود دارند.
از زمان کشف رنگ های طبیعی فتالوسیانین در سال 1928 تا کنون پیگمنت های فتالوسیانین بعد از پیگمنتهای آزو دومین گروه پیگمنت های مصنوعی را تشکیل میدهند که در بازارهای مصرف جهانی طرفداران زیادی دارند زیرا این پیگمنت ها در برابر عوامل گوناگونی که دیگر پیگمنت ها را تحت تاثیر قرار میدهد، مقاوم هستند. این مقاله ویژگیها وکاربردهای چنین پیگمنتهایی را شرح میدهد.
ویژگیها و انواع پیگمنتهای فتالوسیالین
پیگمنت های فتالوسیانین از نظر ساختار شیمیایی به فتالوسیانین های فلزی، فتالوسیانین بدون فلز، مونوکلرو فتالوسیانین و پلی کلرو فتالوسیانین مس تقسیم میشوند. فام رنگ فتالوسیانین مس، آبی تیره و فتالوسیانین سرب سبز مایل به زرد، فتالوسیانین فلزات منگنز، کبالت، مس، منیزیم، آهن، روی و نیکل آبی است. این پیگمنت ها در طبیعت وجود دارند اما برای مصارف تجاری تقریباً همگی سنتز میشوند. فتالوسیانین مس مهمترین پیگمنت در این گروه است. شیمی این ترکیبات و چگونگی ساخت آنها مبحثی تخصصی است که برای آگاهی بیشتر میتوان به منابع موجود در این زمینه مراجعه کرد.
سه ویژگی پیگمنت های فتالوسیانین باعث تاثیر تجاری و موفق بودن آنها در بازار شده است: اول رنگ های زیبای آبی تا سبز درخشان این پیگمنت ها با قدرت رنگدهی بالای آنها. دوم، ثبات و پایداری شیمیایی قابل توجه آنها است. برای مثال فتالوسیانین مس تا دمای 580 درجه سانتیگراد را تحمل و در اسید سولفوریک غلیظ بدون تغییر باقی میماند. سوم، مقاومت عالی آنها در برابر نور است. در سایر پیگمنت ها وجود چنین ویژگی هایی در کنار هم بینهایت دشوار است اگر غیر ممکن نباشد. برای مثال کلروفیل (رنگ سبز طبیعی) به نور حساسیت دارد و گرما آن را تخریب میکند و به مواد شیمیایی تا حدی واکنش میدهد. بهتر است بدانید که پیگمنت های فتالوسیانین در برابر عوامل اکسید کننده مانند اسید نیتریک یا پرمنگنات پتاسیم ناپایدار هستند.
کاربردهای صنعتی پیگمنت های فتالوسیانین
پیگمنت های فتالوسیالین برای رنگپوش ها و لاک های صنعتی، جوهر خودکار و ماژیک، جوهرهای انواع پرینترهای صنعتی و خانگی، قیر، آسفالت و کاغذ استفاده میشوند. قسمت عمده ای از این پیگمنت ها به شکل تونر و پودر به فروش میرسند و در مستربچ ها، پلاستیک ها، لاستیک ها، چرم و در رنگ های صنعتی به کار میروند. صنعت نساجی، صابون و مواد شوینده، صنایع دریایی، خودرو، هوا فضا، صنعت ساخت و ساز مانند کاشی، موزاییک کاشی و سرامیک مشتریان این نوع پیگمنت ها هستند.
نکته ای که بد نیست در اینجا به آن اشاره کنیم این است که هر چند مزایای پیگمنت های فتالوسیانین اهمیت تجاری آنها را افزایش داده است اما یکی از معایب این پیگمنت ها تمایل به تشکیل بلور در مواجه شدن با حلال های معطر است. بنابراین در لعاب ها، نگارگری و لاک ها که حلال های معطر استفاده میشوند، رنگ آبی درخشان این محصولات بلافاصله پس از تشکیل شدن ناپایدار خواهد شد و پس از مدتی به سمت کدر و ضعیف شدن پیش میرود. چنین ضعفی از راه فرموله کردن ترکیبات فوق با حلالهای غیر آروماتیک به حداقل رسیده است اما این روش در کل رضایت بخش نیست زیرا مانع استفاده از حلالهای گوناگون و ارزان میشود. مشکل دیگر امکان فولیکولاسیون (اتصال مجدد ذرات رنگ) این پیگمنت ها پس از فرایند دیسپرس شدن وجود دارد و رنگی که فولیکوله شود خواه لاک الکی خواه لعاب عملاً قابل استفاده نیست. راه کارهایی برای رفع این چالش بوجود آمده اند مانند استفاده از اسپری رنگ که فولیکول ها را بشکند. اما در این حالت هم ممکن است فولیکوله شدن مجدد رخ دهد اگر فیلم تشکیل شده نازک باشد یا سرعت عملیات به قدری کند باشد که با سرعتی که فولیکولها تشکیل میشوند، برابر باشد. پژوهشها در زمینه رفع این چالشها ادامه دارد.
پویایی بازار پیگمنتهای فتالوسیانین
افزایش تقاضا برای رنگ ها و رنگپوش های صنعتی مقاوم باعث رشد بازار پیگمنت های فتالوسیالین در دهه های اخیر شده است. تقاضا برای این پیگمنت ها به علت پایداری فوق العاده و رنگ نباختن در برابر نور، حرارت و مواد شیمیایی رو به افزایش است. این امر به ویژه در صنعت ساخت و ساز رشد چشمگیری داشته است. به تازگی این پیگمنت ها به عنوان مواد اولیه در دستگاه ها (اجزاء) الکترونیکی، فوتو الکترونیکی و نوری مانند سی دی ها و سلول های خورشیدی آلی به کار میروند و نتایج خوبی در این زمینه ها داشته اند.
