رنگ
مقدمه :
تاريخچه – امروزه از رنگهاي طبيعي به ندرت استفاده مي گردد زيرا به كمك روشهاي سنيتك رنگهاي ايده آلي از نظر كمي و كيفي توليد ميشوند و چون ساختمان اصلي آنها را آروماتيكها تشكيل ميدهند بنابراين ازذغال سنگ و نفت به عنوان مهمترين منابع طبيعي و اوليه براي آنها محسوب ميشوند . بيش از يك قرن است كه رنگهاي آلي و مصنوعي براي بشر شناخته شده است . در سال ۱۸۵۶ وقتي شيميدان ۱۸ ساله انگليسي به نام ويليام هندي پركين سعي ميكرد كينون راسنتز نمايد به جاي محصول سفيد رنگي كه او انتظار داشت يك ماده بد شكل سياه رنگ توليد نمود كه برايش قابل توجه و قابل مطالعه بود . از استخراج اين ماده رنگ ارغواني زيبايي به نام ماوين بدست آمد كه بر حسب تصادف كهنه نخي كه در كنار ميز آزمايش او قرار داشت توسط آن رنگي گرديد و اين ماده تا آن زمان تنها ماده رنگي بود كه از واكنش شيميايي حاصل شده و جزو رنگهاي گياهي و ظبيعي نبود و بدين سان تحول بزرگي در تهيه مواد رنگي آلي شروع گرديد واكنش تهيه رنگ مزبور بصورت زير است :

سولفوريك اسيد + آنيلين
اين رنگ چنانچه بعدا خواهيم ديد به دليل وجود گروه آزين ( Azine ) جزو اين نوع شيميايي ميباشد ولي در آن زمان به دليل تهيه اش از آنيلين رنگ آنيلين نامش نهادند .
پرييكن رنگ بالا را در كارخانه اي نزديك لندن از قطران ذغال سنگ در مقياس صنعتي تهيه نمود البته قبل از آن در آزمايشگاه از اثر پتاسيم دي كرومات و سولفوريك اسيد بر آنيلين ناخالص آنرا سنتز نموده بود از انجائيكه اين رنگ در رنگرزي مزاياي فراواني نسبت به ديگر رنگهاي طبيعي ، از نظر روشني و ثبات داشت در اندك زماني توجه رنگرزها را بخود جلب نمود . پريكن و دوستانش علاوه بر تهيه رنگ بالا فرايند ساده رنگرزي با تانيك اسيد را نيز ابداع كردند و بالاخره بعد از مدتها تحقيق و بررسي اولين كارخانه رنگسازي توسط او تاسيس و به مرحله توليد رسيد .

از انجا كه در آغاز اغلب رنگهاي مصنوعي اوليه از انيلين ساخته ميشدند و انيلين در آن زمان فقط از منبع قطران ذغال سنگ تهيه ميشد اينگونه رنگها به رنگهاي آنيلين و رنگهاي قطران ذغال سنگ معروف بودند هر چند كه بعضي از اين رنگها از آنيلين نيز مشتق نشده بودند . امروزه كلمه رنگهاي مصنوعي با سينتيك ترجيح داده ميشوند زيرا ديگر امروزه رنگها لزوما از منابع اوليه ذغال سنگ تهيه نميشوند . بلكه منابع نفتي ( نفت خام و گاز طبيعي ) بجاي آن جايگزين شده و اين تعويض عمدتا در اثر جايگزيني گاز ذغال با گاز طبيعي در كشورهاي صنعتي انجام گرفت .
در تهيه رنگها از نظر كلي فرايند عمومي زير دنبال ميشود :
نفت

مواد اوليه (هيدروكربنهاي آروماتيك) منابع طبيعي

زغال سنگ
مواد حد واسط

رنگها

فصل ۱

رنگ و حالت الكتروني مولكولها

۱ – رنگ
رنگ نمودي از تاثير متقابل نور مرئي و ماده است و ماده به اين ترتيب رنگي به نظر ميرسد . خود پدييده ديد نيز نتيجه جذب نور توسط شبكيه چشم ميباشد . جذب نور سبب ميشود كه ساختمان پروتوئينهاي چشم در اثر يكسري واكنشهاي شيميايي تغيير يابد و يك رديف پاسخهاي شيميايي داده شود و درنتيجه ، علامت دريافت شده بوسيله عصب نوري به مغز انتقال مي يابد .
تابش نور سفيد به ماده بر حسب ساختمان و حالت سطحي ماده با پديده هاي زير پاسخ داده ميشود :

الف : تمامي پرتوهاي تابيده شده بازتاب يا پخش ميگردند بدين ترتيب ماده سفيد به نظر ميرسد .
ب : تمامي پرتوها جذب ميشوند ، ماده سياه به نظر ميرسد .
ج : قسمتي از پرتو ها بطور انتخابي جذب ميشوند ماده رنگي به نظر ميرسد .

بايد تصريح كرد كه نور سفيد منتشر شده توسط خورشيد تابشهاي الكترو مغناطيسي در ناحيه ۴۰۰ تا ۸۰۰ n m را در بر ميگيرد . در دو سوي طيف مرئي نور از تابشهاي غير مرئي براي چشم انسان تشكيل يافته است طول موجهاي بيشتر از ۸۰۰ n m نور در ناحيه زير قرمز (I R ) و طول موجهاي كمتر از ۴۰۰ n m در ناحيه فرا بنفش ( U V ) قرار دارد . بنابر اين رنگ هر جسم يك حالت ويژه از پديده اي بسيار عمومي ، يعني پديده جذب انتخابي است .

در داخل حوزه مرئي ، نوارهاي خيلي باريك طول موجها به رنگهاي كاملا معين مربوط ميگردند . اين رنگها نه تنها از ايجاد نوري با طول موج كاملا مشخص ناشي ميشوند بلكه آنها از نور سفيدي كه توسط جذب پرتوي كه طول موج رنگ مورد نظر را در بر نداشته باشد نيز حاصل ميگردند بدين ترتيب است كه بر اثر جذب « رنگهاي تكميلي » ما رنگها ياجسامي كه ما را احاطه كرده اند مي بينيم جدول زير رنگهاي جذب شده و دريافت شده را نسبت به طوول موج نور جذب شده نشان ميدهد .

رنگ جذب شده رنگ دريافت شده طول موج دريافت شده طول موج جذب شده به n m
بنفش زرد آبي n m 435 – ۴۰۰
آبي زرد ۴۸۰ – ۴۳۵
سبز – آبي پرتقالي ( نارنجي ) ۴۹۰ – ۴۸۰
آبي – سبز قرمز ۵۰۰ – ۴۹۰
سبز ارغواني ۵۶۰- ۵۰۰
زرد – سبز بنفش ۵۸۰ – ۵۶۰
زرد آبي ۵۹۵ – ۵۸۰
نارنجي سبز – آبي ۶۰۵ – ۵۹۵
قرمز آبي – سبز ۷۵۰ – ۶۰۵

فصل ۲
شيمي رنگ

بررسي مواد رنگي از نظر شيميايي ،. بخش جالبي از شيمي كاربردي را تشكيل ميدهد به شيمي رنگ معروف است . در اين قسمت انواع تقسيم بندي مواد رنگي ، مواد اوليه ( Primaries ) مواد حد واسط (‌ Intermediates ) بررسي ميگردد .

۱ – طبقه بندي مواد رنگي
علاوه بر تقسيم بنديهاي قديمي اين مواد را به مصنوعي و طبيعي ، گياهي و غير گياهي ، معدني و آلي و غيره طبقه بندي ميكردند در تقسيم بندي جديد كه بر اساس كاربرد رنگها متكي است اين مواد بطور كلي به دو بخش عمده زيير تقسسيم بندي شده است:

I – بيگمانها ( رنگدانه ها )‌ يا بيگمنت ها ( PIGMENTS )
II – رنگها ( DYES )
اغلب رنگها موارد استفاده شان در صنايع رنگرزي نساجي اهميت دارند در صورتي كه بيگمانها در موارد غير رنگرزي نساجي كاربرد بيشتري دارند . هر چند كه بعضي مواقع آنچنان مرز مشخص بين ايندو بخش رنگ نميتوان تقسيم نمود .

بيگمانها ( Pigments )
بيگمانها مواد جامد تزئيني هستند كه در شكل و اندازه هاي مختلف در حلالهاي مربوط به حالت معلق تهيه و بكار ميروند . بيگمان مشتمل بر مواد سياه ، سفيد و رنگي بوده كه موارد استعمال زيادي از جمله رويه زدن ، پوشش دادن ( Surface Coating ) ، رنگرزي انبوه ( Mass Coloration ) و ديسپرسيون در هوا ميباشد . براي رويه زدن از محلواهاي آبي حاوي مواد سفت كننده مثل چسب و ساير رزين ها ، روغنهاي خشك كننده ( معمولا به همراه يك يا چند حلال آلي ) تركيبات نرم كننده ( Plastici zers ) و غيره استفاده ميشود . در رنگرزي انبوه مواد پلاستيكي گوناگون ، پلاستيكها و الياف مصنوعي گوناگون را بكار ميبرند .

از آنجا كه بيگمانها به صورت ديسپرس مصرف ميتواند از استكل و ابعاد ذرات آنها حائز اهميت ميباشند . اغلب بيگمانها بصورت پلي مرفيك ( يعني براي ساختن و ظاهر كردن آنها بايد از مراحل مختلف گذشت ) بوده و شرايط تهيه شان بايد طوري انتخاب گردد كه فرمهاي كريستالي با اندازه ذرات ( Partical size ) كوچك حاصل شوند در غير اينصورت اشكالاتي در فرايند رنگ زدن به وجود خواهد آمد .
بيگمانهاي اوليه و قديمي غالبا تركيبات معدني بوده كه منشا طبيعي داشته اند ولي چون كيفيت و خواص جالبي از خود نشان نميدادند لذا به مرور زمان جاي خود را به بيگمانهاي مصنوعي و آلي دادند . نمونه هايي از بيگمانهاي عمده معدني را بصورت زير ميتوان طبقه بندي كرد :

بيگمانهاي سفيد :
بيگمانهاي قرمز : گل آخري ( ) سرنج ، ( pdo ) ، شنگرف ( Hgs ) و كرئمات بازي سرب
بيگمانهاي زرد و نارنجي :
بيگمانهاي آبي : و اولترامارين ( لاجورد )
بيگمانهاي سبز : مخلوط سبز و

موارد استفاده عمود : بيگمانهاي ياد شده در بالا عبارتند از : لاكها ، رنگهاي روغني ، ورني ، رنگهاي سلولوزي ، پلاستيكي ، وكب هاي چاپ ، رنگرزي كاغذ ، رنگ زدن سطوح آلات و ادوات ، بنا ها ، ساختمانهاي فلزي ، آهني و وسايل نقليه ، پلهاي آهني ، كشتي ها ، راه آهن و ماشينهاي كارخانجات .
از مهمترين بيگمانهاي معدني كه امروزه به مقادير فراوان تهيه و مصرف ميشود ، اكسيد دوتبتان ( Tio2 ) است كه توسط دوروش موسوم به فرايند هاي كلرييد و سولفات از سنگهاي معدني روتايل ( RUTied ) ، لومينيت ( Lumenite ) كه داراي %۷۲ Tio2 هستند تهيه ميگردد .

دراينجا مختصري در مورد رنگهايي كه در صنايع پوشش سطوح به كار ميروند اشاره ميگردد
مواد خام لازم براي تهيه اينگونه رنگها عبارتند از :
بيگمانهاي معدني و آلي ) صمغهاي طبليعي و مصنوعي ، روغنها ،. حلالها ،‌ مواد خشك كننده ( سيكاتيد ) و مواد نرم كننده . ذيلا در مورد هر يك از مواد مذكور شرح كوتاهي بيان ميگردد .

۱- بيگمانها ( Pigments )
2- صمغ ها ( Resins ) : صمغ طبيعي جسمي بي شكل است كه از ترشحات بعضي نباتات مانند كاج و غيره به وجود ميآيد اين صمغ در مورد ترشح مايع است ولي در مجاورت هوا بتدريج جامد ميگردد واكنشهاي شيميايي مانند اكسيداسيون و حل نميشوند صمغهاي مصنوعي ( رزين ها ) مواد پليمري مانند پلاستيكهاي فنل فرمل ، پلي استر ، تركيبات پلي و نيل ، اپوكسي و غيره هستند از مزاياي اين نوع رزين امكان كاربرد آنها براي منظورهاي مختلف ميباشد .

۳- روغنها ( oils ) : در اين موارد روغنهاي بزرگ ، چوب چيني ، خشخاش و غيره استفاده مينمايند .
۴- حلالها ( Solvents ) : مهمترين حلال ها هيدرو كربنهاي حاصله از نفت مانند بنزين و آروماتيكهايي نظير بنزين ، تولوئن ، گزيلنها و همچنين الكل ، كتونها و استرها ميباشد .
۵- مواد خشك كننده ( سيكاتيو Driers ) : اين مواد را به رنگهاي روغني اضافه ميكنند تا زودتر خشك شوند براي تهيه خشك كننده ها معمولا املاح بعضي از فلزات را با روغني مثل روغن برزك مخلوط و حرارت ميدهند . مثلا اگر مخلوط روغن برزك را با كربنات و يا اكسيد سرب مدتي حرارت دهند روغن برزبك زودتر خشك ميشود . علاوه بر تركيبات سرب از تركيبات منگنز و يا كبالت نيز ميتوان استفاده كرد .
۶- مواد نرم كننده ( Plasticizer ) از تركيبات مختلف براي اين منظور استفاده ميشود مانند روغن كرچك ، گليسرين ، كافور ، دي بوتيل فتالات تركرزيل و غيره .

طرز تهيه روغني – براي تهيه لاك ميتوان يك صمغ طبيعي مانند لكوفان يا يك رزين مصنوعي را در حلال مناسبي مانند الكل ، اتر و غيره حل نمود و بعد يك ماده نرك كننده نيز بآن افزوده در اينصورت اگر اين مخلوط را در روي شيئي به ضخامت كم بريزيم پس از تبخير يك ورقه نازك ضخيم تشكيل شده كه شيئ مورد نظر را محافظت مينمايد . اكنون اگر اين لاك را با يك بيگمان رنگي مخلوط كنيم و بعد روي سطوح مورد نظر بريزيم رنگ مربوطه ظاهر ميگردد .

رنگهاي روغني – از مخلوط كردن لاك روغني و بيگمانها رنگ روغني بدست ميآيد .
ورني – براي تهيه ورني ، روغن برزك را مدتي حرارت ميدهند تا قسمتي از آن به لينوكسين تبديل شود ( ماده اي كه از اكسيداسين و پليمريزاسيون روغن برزك حاصل شده و تشكيل فيلم ميدهد ، لينوكسين نامند ) . سپس مقداري خشك كننده به آن اضافه ميكنند تا خشك شدن آن تسريع گردد . حال اگر به اين مخلوط بيگمان نيز اضافه كنيم ورني رنگي بدست ميآيد .
در خاتمه اين بحث اشاره به چند نوع رنگ ديگر نيز مفيد خواهد بود :
رنگ آبي ( مخلوط با آب ) – اگو رنگهاي معدني يا آلي نامحلول را با يك ماده صمغي مخلوط كنيم ميتوان اين مخلوط را بكمك قلم مو به محل مورد نظر ماليد . 

رنگهاي اكو وارل : اين رنگها معمولا رنگهاي غير سمي و معدني مانند اكسيد روي ، زرد كادميم ، زرد كرم ، گل آخري ، شنگرف ، آبي پروس ، اولترامالين و غيره ميباشند . آنها را با يك ماده وصل كننده مانند صمغ سريشم ، ژلاتين ، دكسترين و يا كتيررا يا زرين مصنوعي مخلوط كرده و بكمك فشار آن را تبديل به دكمه يا صفحه مينمايند و يا به آنها گليسريين افزوده و به شكل قميه در لوله ميريزند در موقع كاربرد آنرا با آب حل كرده و مصرف مينمايند .

رنگهاي مغز مداد – مغز مدادهاي معمولي معمولا از كائولن و يك ماده رنگي و زرين مانند كتيرا ، ميتل ، سلولوز وغيره ) تهيه ميكنند سپس آنرا در مخلوطي از پيه گاو و موم ژاپني ( يا اجسام مشابه ) ذوب شده ميريزند و وسط چوب قرار ميدهند .
رنگهاي پاستل – كه در تابلو سازي مصرف ميشوند از مخلوط كلسيم كربنات يا گچ آلومينيم اكسيد ، ماده رنگي و صمغي مانند كتيرا تهيه ميكنند باين ترتيب كه مخلوط را خمير كرده و با فشار به شكل مورد نظر مثلا استوانه در آمده خشكك مينمايند .

بيگمانهاي آلي جديد – پيرايش بيگمانهاي جديد در طول زمان به كندي انجام گرفته بود تا اينكه توسط ويليام هندي پركين رنگهاي مصنوعي در سال ۱۸۵۶ ابداع گرديدند . متعاقبا در اوايل قرن بيستم بيگمانهاي مصنوعي و آلي تهيه و به بازار عرضه شدند اين بيگمانها داراي اهميت خاصي اند . زيرا علاوه برر موارد استعمالي كه برراي بيگمانها يمعدني ذكر شده در رنگرزي نساجي و الياف نيز بكار ميروند .
يكي از مهمتريين اكتشافات در مورد بيگمانهاي آلي در سال ۱۹۳۵ توسط شيميدانهاي شركت رنگرزان اسكاتلند انجام گرفت و بدين وسيله يك سيستم كروموفوريك ( رنگزا ) جديد در شيمي مواد رنگي پديدار گرديد . اولين نوع از اين بيگمانها آبي فتالوسيانين ب بوده و به علت اينكه خواص مقام خيلي خوبي در مقابل عوامل مختلف از خود نشان ميداد به عنوان بيگمان با ارزش بكار برده شد . سيستم كروموفوري فتالوسيانين بر خلاف گروه ( – N = N – ) نميتوان طيف وسيعي از رنگها را در بر گيرد ولي در عوض مهمتريين بيگمان رنگهاي آبي و سبز از اين نوع ميباشد . كروموفورفتالوسيانين يك سيستم كمپلكس به نظر ميرسد ولي عملا ساختمان شيميايي ساده اي داشته كه چهار بار تكرار شده است :

فصل ۳
انواع رنگدانه ها

۱- تيتانيوم دي اكسيد ( Tio2 )
منبع اصلي دي اكسيد تيتانيوم سنگهاي معدني ايلمنت و رويتل هستند . دي اكسيد تيتانيوم عمدتا از سنگهاي سياهي بنام ايلمينت ( تيتانات آهن دو ظرفيتي ) به دست مي آيد كه عمدتا تركيبي از مخلوط دي اكسيد تيتانيوم و اكسيدهاي آهن و كمي ناخالصي ديگر است و در نروژ ، هندوستان ، آمرييكا ، كانادا و سوئد يافت ميشود . دي اكسيد تيتانيوم در دو نوع بلوري رويتل و آناتاس توليد ميشود . البته رنگدانه هاي تركيبي ديگري نيز وجود دارند كه شامل تركيباتي اند از دي اكسيد تيتانيوم و سولفات كلسيم به نسبت ۳۰ درصد دي اكسيد تيتانيوم و ۷۰ درصد سولفات كلسيم و يا ۵۰ درصد دي اكسسيد تيتانيوم و ۵۰ درصد سولفات كلسسيم هستند .

تهيه دي اكسيد تيتانيوم
دو روش برراي تهيه دي اكسيد تيتانيوم وجود دارد :
تهيه تيتان آناناس ( روش سولفات )
تهيه تيتان رويتل ( روش كلر )

الف – روش سولفات : ايلمنيت ( سنگ معدن را خرد و خشك سپس د راسيد سولفوريك خشك ميكنند محلولي از سولفاتهاي تيتان و اهن دو ظرفيتي و سه ظرفيتي بدست ميآيد ( ۱ ) آنگاه برراده آهن به محلول اضافه ميشود تا آهن سه ظرفيتي به آهن دو ظرفيتي تبديل گردد ( ۲ ) سپس محلول را جدا ميكنيم و پس از صاف كردن به دستگاه تبخير در خلا انتقال ميدهيم بدين سولفات فرد بصورت كريستال جدا ميشود سپس محلول را ميجوشانيم تا تيتان به هيدروكسيد تيتانيوم تبديل شود ( ۳ ) رسوب هيدروكسيد را با آب ميشوييم سپس در كوره دوار با دماي ۸۰۰ درجه سانتيگراد كلسينه ميكنيم . بدين صورت تيتان آناتاس بدست ميآيد ( ۴ ) .
آهن دو ظرفيتي و سه ظرفيتي + سولفات تيتانيم – اسيد سولفوريك + سنگ معدن ايليمنت ( ۱ )
آهن دو ظرفيتي + سولفات تيتانيوم براده آهن آهن دو و سه ظرفيتي + سولفات تيتانيوم ( ۲ )

هيدروكسيد تيتانيوم هيدرو ليز سولفات تيتانيوم ( ۳ )
تيتاينوم هيدروكسيد تيتانيوم ( ۴ )

ب- تهيه تيتان رويتل ( روش كلرايد ) : در سال ۱۹۵۸ روش تترا كلرييد اعلام شد كه در آن ضمن عبور گاز كلر از سنگ معدن آنرا تا ۹۰۰ درجه سانتيگراد حرارت ميدهيم تا تترا كلريد بدست آيد ( ۱ ) ماده بدست آمده بوسيله سوزاندن در كنار اكسيژن به دي اكسيد تيتانيوم تبديل ميشود ( ۲ ) سنگ معدن رويتل ۹۶ – ۹۵ درصد هيدرواكسيد تيتانيوم دارد .
تترا كلريد تيتان ۹۰۰ گاز كلر + ذغال + سنگ معدن ( ۱ ) تيتان ۱۰۰۰ اكسيژن + تترا كلريد تيتان ( ۲ )
سنگدانه بدست آمده داراي درجه خلوص بالا و كيفيت يكنواخت است .

خواص دي اكسيد تيتانيوم : دي اكسيد تيتانيوم خالص از لحاظ قدرت پوشش منبع اصلي دي اكسيد تيتانيوم سنگهاي معدني ايلمينت و رويتل هستند .
– خواص دي اكسيد تيتانيوم : دي اكسيد تيتانيوم خالص از لحاظ قدرت پوشش ، در ميان رنگدانه هاي سفيد قوي ترين رندانه اي است كه تا كنون شناخته شده و در صنعت رنگسازي بسيار مورد توجه است . دي اكسيد تيتانيوم در برابر حرارت و مواد شيميايي مقاوم است . البته در حرارتت بالا نوع آناتاس به روتيل تغيير شكل ميدهد . اين رنگدانه ها در اسيد سولفوريك گرم و غليظ به آرامي حل ميشود .
سازمان اتمها در بلور روتيل فشرده تر از آناتاس است و به همين دليل قدرت پوشاننده گي روتيل بهتر از آناتاس ميباشد . ضمنا مقاومت در بررابر گچي شدن روتيل بيشتر از آناتاس است .

سمي بودن دي اكسيد تيتانيوم
رنگدانه دي اكسيد تيتانيوم غير سمي است اما توصيه ميشود كه موقع استفاده بايستي از ماسك استفاده شود .

خصوصيات فيزيكي دي اكسيد تيتانيوم رويتل و آناتاس
رويتل آناتاس
سنگيني ويژه ۱ / ۴ – ۴ ۸ / ۳ – ۷ / ۳
ضريب شكست ۷۶ / ۲ ۵۵ / ۲
ميزان جذب روغن ۲۴ / ۱۷ ۲۲ / ۱۹
قطر ذرات ۳ / ۰ – ۲ / ۰ ميكرون ۲۵ / ۰ – ۱۸ / ۰ ميكرون
مقاومت در برابر سفيدك زدگي خوب متوسط

– مشخصات فني دي اكسيد تيتانيوم :

۱) هدف – مشخصات فني در اين استاندارد مصرف دي اكسيد تيتانيوم است كه بعنوان رنگدانه در صنعت رنگسازي مورد استفاده دارد .
۲) خواص كلي – دي اكسيد تيتانيوم مورد استفاده در صنعت رنگسازي بايستي خواص خلاصه شده در جدول شماره ۱ را حائز باشد . اين رنگدانه شامل دو روتيل و آناتاس است كه هر دو به شيوه شيميايي تهيه ميشوند .

البته انواع اصلاح شده آنها نيز وجود دارد ، معمولا اكسيدهاي غير محلول در آب ( آلومينيم ، سيليسيم ، روي و … ) براي اصلاح اين رنگدانه ها بكار ميروند . در رنگدانه دياكسيد تيتانيوم هيچ گونه رنگدانه ياري از قبيل سولفات باريم ، كائولن ، سيليكات منيزيم ، و كربنات كلسيم ، وجود ندارد . دي اكسيد تيتانيوم داراي چهار نوع است :

نوع I آناتاس :
نوع II روتيل : در مقابل گچي شدن مقاوم است . اين رنگدانه ها بيشتر در پوششهايي كاربرد دارد كه درصد كمي رنگدانه داشته باشد .
نوع III روتيل : در مقابل گچي شدن مقاوم است . چنين رنگدانه اي بيشتر براي پوششهاي با رنگدانه زياد بكار ميرود .
نوع IV روتيل : در مقابل گچي شدن مقاومت بسيار خوبي از خود نشان ميدهد . در صورتي كه خواص ديگري بغير از خواص مندرج در اين استاندارد مورد نظر باشد ، بايستي قبلا مورد توافق طرفين ( خريدار و فروشنده ) قرار گيرد .

خواص واحد نوع I نوع II نوع III نوع IV
دي اكسيد تيتانيوم ASTMD 1394 حداقل درصد ۹۴ ۹۲ ۸۰ ۸۰
مقاومت مخصوص ( مواد محلول در آب ) ASTMD 2448 حداقل ( اهم ‍‍‍‍‍‍‍‍* سانتيمتر ۵۰۰۰ ۵۰۰۰ ۳۰۰۰ ۳۰۰۰
آب و مواد فرار ديگر ۲۸۰ ASTMD (105 تا ۱۱۰ درجه ساتيگراد حداكثر ( درصد ) ۷/۰ ۷/۰ ۵/۱ ۵/۱
سنگيني ويژه ASTMD 153 گرم بر سانتيمتر مكعب ۴-۸/۳ ¾ -۰/۴ ¾ -۶/۳ ¾ – ۶/۳
ذرات درشت ۱۸۵ ASTMD باقيمانده روي الك ۳۲۵ ( ۴۵ ميكرون ) حداكثر درصد ۲/۰ ۲/۰ ۲/۰ ۲/۰
موارد مصرف رنگهاي تزئين داخل و خارج منازل در رنگهائي با رنگدانه هاي پائين در رنگهائي با رنگدانه بالا الكيدي و پلاستيك رنگهاي خارج منزل دوام بالا ثبات در برق

شناسايي دي اكسيد تيتانيوم :
الف – هدف – شناسايي شيميايي دي اكسيد تيتانيوم با استفاده از روشهاي بيان شده زير صورت مي گيرد .
آزمايشهاي لازم براي اينكار عبارتند از :شناسايي كيفي ، تعيين ميزان آب ، اندازه گيري كل تيتانيوم موجود در رنگدانه ، اندازه گيري مقدار آلومينيم ، و سيليس . مواد و معرفهاي مورد استفاده در اين استاندارد بايستي درجه خلوص بالايي داشته باشند ، در غير اينصورت نتايج حاصل از آزمايشها مورد اطمينان نخواهد بود . بنابراين معرفهاي مورد استفاده در اين استاندارد بايستي درجه خلوص بالايي داشته باشند ، در غير اينصورت نتايج حاصل از آزمايشها مورد اطمينان نخواهد بود . بنابراين معرفهاي مورد استفاده بايستي در حد تجزييه خالص باشند .

ب – شناسايي كيفي نمونه :
مواد مورد نياز :
– هيدروكسيد آمونيوم غليظ با سنگيني ويژه ۹/۰
– سولفات آمونيوم .
– اسيد كلريد ريك غليظ با سنگيني ويژه ۱۹ / ۱
– پراكسيد هيدروژن ۳۰ درصد
– سولفات هيدروژن .

– اسيد سولفوزيك غليظ با وزن مخصوص ۸۴ / ۱ .
– اسيد سولفوريك رقيق ( ۱۹ + ۱ ) كه براي تهيه آن يك حجم اسيد غليظ را با ۱۹ حجم آب مخلوط ميكنيم .
– اسيد تارتريك .
– فلز قلع يا روي .

روش كار : نزديك به نيم گرم نمونه را در يك بشر ۲۵۰ ميلي ليتري مقاوم در برابر حرارت و مواد شيميايي قرار ميدهيم . سپس ۲۰ ميلي ليتر اسيد سولفوريك غليظ و ۷ تا ۸ گرم سولفات آمونيم به آن اضافه ميكنيم . مخل.ط را بخوبي به هم ميزنيم و چند دقيقه ميجوشانيم ، تا كاملا حل شود . مواد حل نشده در ته بشر نشانگر وجود مواد سيليسي با دي اكسيد سيليسيم است .

در اين حال محلول را سرد ميكنيم و بوسيله ۱۰ ميلي ليتر آب رقيق ميسازيم ، سپس آن را تا نقطه جوش حرارت مي دهيم و مدتي به حال خود مي گذاريم . د رادامه آن را صاف مي كنيم و مواد روي صافي را با اسيد سولفوريك رقيق مي شوييم ، تا عاري از ه رگونه تيتانيوم شود .مواد باقيمانده روي صافي را نيز براي اندازه گيري مقدار كلسيم ، رو ي، آهن ، كرم ، و مي توانيم مورد آزمايش قرار دهيم براي تعين مقدار آهن قسمتي از محلول صاف شده را جدا مي كنيم ، ۵ گرم اسيد تارتاريك به آن مي افزاييم و به وسيله آمونياك آن راقليايي مي كنيم ؛ آنگاه گاز سولفيد هيدروژن را از آن عبور مي دهيم . آن را د رحمام بخار مي گذاريم . د رصورتي كه هيچگونه رسوبي ( پس از ۳۰ دقيقه ) ظاهر نشود بيانگر اين است كه آهن ، نيكل ، كبالت ، سرب ، مس و … د رآن وجود ندارد .

د رحالتي كه رسوب سياه محلول د راسيد كلريدريك رقيق به وجود آيد ، وجود آهن راگواهي مي دهد . براي تيتانيوم . مقدار كمي ا زمحلول صاف شده اوليه را برمي داريم با پر اكسيد هيدروژن عمل مي كنيم . درنتيجه بايد رنگ زرد مايل به نارنجي روشن حاصل شود .
حجم ديگري ، ا زمحلول صاف شده را نيز با فلز قلع يا روي مخلوط مي كنيم كه بايد يك رنگ آبي متمايل به بنفش پديد آيد . در صورتي كه جواب آزمايشهاي فوق منفي باشد ، آزمايشهاي مربوط به وجود سولفيد – كربنات يا مواد محلول د رآب ادامه مي يابد .

مقدا رآب و مواد فرار ديگر براساس استاندارد اندازه گيري مي شود .
ج – اندازه گيري كل تيتانيوم موجود د ر رنگدانه

لوازم مورد نياز :
– كاهش دهنده جونز : اين وسيله داراي يك ستون از جنس روي ، به طول حداقل ۴۵۰ ميليمتر و به قطر ۱۹ ميليمتر است .
صفحه صافي باستي به اندازه كافي داراي سوراخهاي ريز باشد تا بتئاند تمام دانه هاي فلز روي را بر سطح فوقاني خود نگه دارد . مقاومت اين صافي مي تواند با‎آزبست يا ترجيحاً پشم شيشه تقويت شود ، درضمن جنس آن مي تواند پلاتين يا چيني باشد . د راين رابطه از ۱/۰ تا ۱ درصد ملقمه استفاده مي كنيم . ۰ ملقمه آلياژي از فلزات مختلف با جيوه است ) بايد حداقل جيوه را د رملقمه بكار گرفت . ملقمه را بوسيله شستشوي ذرات روي با دانه بندي ۲۰ مش ، د راسيد كلريدريك يك نرمال د رمدت يك دقيقه و سپس با افزايش مقدا رلازم از نيترات مركوريك يا كلرورمركوريك ۲۵/۰ مول مي سازيم و ملقمه جامد را با آب به خوبي مي شوييم و د رظرفي كه حاوي آب اسيدي باشد نگهداري مي كنيم . ( منظور از آ‎ب اسيدي ، آبي است كه چند قطره اسيد كلريد ريك به آن اضافه شده باشد . )

د رصورتيكه دستگاه كاهش دهنده مورد استفاده نباشد . آن را از آب پر مي كنيم تا نمكهاي باز تشكيل نشود . نمكهاي بازي ممكن است ستون را مسدود كنند .

موارد مورد نياز :
– هيدروكسيد آمونيوم غليظ با سنگيني ويژه ۹/۰
– سولفات آمونيوم
– محلول سولفات فريك ( يك ميلي ليتر حاوي ۰۲/۰ گرم آهن ) برا ي تهيه آن ۲۰ گرم آهن يا فولاد زنگ نزن را د راسيد كلريد ريك حل مي كنيم و با ۱۲ ميلي ليتر اسيد نيتريك اكسيده مي سازيم . سپس به محلول ۸۰ ميلي ليتر اسيد سولفوريك اضافه مي كنيم و آن را حرارت مي دهيم ؛ تا زماني كه بخار سفيد رنگي حاصل شود ، سپس محلول را سرد و با يك ليتر آب رقيق مي سازيم . اينك آن را د رحمام بخار قرار مي دهيم تا زماني كه نمكها يسولفات حل شود . در ص.رت نيار مي توان محلول را صاف كرد . براي اكسيده كردن هر گونه آهن به صورت فريك محلول پر منگنات پتاسيم ۱/۰ نرمال را اضافه مي كنيم تا زماني كه رنگ صورتي براي ۵ دقيقه ظاهر شود . براي تهيه اين محلول از سولفات آمونيوم فريك داراي ۱۲ مولكول آب نيز مي توان استفاده كرد .

– اسيد كلريد ريك غليظ با سنگيني ويژه ۱۹/۱
– آهن يا فولاد كربن دار
– اسيد نيتريك غليظ با سنگيني ويژه ۴۲/۱

– محلول استاندارد پر منگنات پتاسيم ۱/۰ نرمال كه ( يك ميلي ليتر آن معادل ۰۰۸/۰ گرم دي اكسيد تيتانيوم است . ) براي تهيه آن ۱۶/۳ گرم پر منگنات پتاسيم را د رآب حل مي كنيم و تا يك ليتر رقيق مي سازيم . محلول را ۱۴ – ۸ روز به حال خود مي گذاريم و بعد آن راصاف مي كينم ، سپس به وسيله اگزالات سديم خشك آن به شرح ذيل استاندارد مي سازيم :
در يك بشر ۴۰۰ ميلي ليتر ۲۵۰ تا ۳۰۰ گرم اگزالات سديم و سپس ۲۵۰ ميلي ليتر آب گرم ۸۰ تا ۹۰ درجه سانتيگراد مي ريزيم ؛ سپس به آن ۱۵ ميلي ليتر اسيد سولفوريك رقيق ( ۱+۱ ) مي افزاييم . بلافاصله محلول را با محلول پر منگنات پتاسيم تيتر مي كنيم د رهيمن حال نيز آن را به آهستگي و به طو ريكنواخت به هم م يزنيم . محلول پر منگنان پتاسيم را نبايد با سرعت بيشتر از ۱۰ تا ۱۵ ميلي ليتر در دقيقه ريخت . در پايان بايد ۵/۰ يا يك ميلي ليتر به صورت قطره قطره اضافه شود طوري كه قبل از افزايش قطره بعدي محلول رنگ قبلي خود را حفظ كند و تغيير رنگي مشاهده نشود .

تا اتمام آزمايش نبايد دماي محلول كمتر از ۶۰ درجه سانتيگراد باشد . ( محلول پر منگنات پتاسيم را دريك ظرف د ربسته سياه رنگ نگهداري مي كنيم ؛ طوري كه هيچ نوري به آن نتابد ) مي توان حجمي از پر منگنات پتاسيم را كه معادل وزني دي اكسيد تيتانيوم مي باشد ، از فرمول زير محاسبه كرد :‌
) ) = معادل وزني دي اكسيد تيتانيوم
كه درآن W وزن اگزالات سديم مورد استفاده به گرم ، و V حجم پر منگنات پتاسيم لازم و V حجم پر منگنات پتاسيم لازم براي تيراسيون بر حسب ميلي ليتر است .

– اگزالات سديم
– اسيد سولفوريك غليظ با سنگيني ويژه ۸۴/۱
– اسيد سولفوريك رقيق ( ۱+۱ )
– اسيد سولفوريك رقيق ( ۱۹+۱ )
– روش كار :

ظرف توزين و سرپوش آن را خشك مي كنيم و با دقت ۱/۰ ميلي گرم وزن آن را اندازه مي گيريم . ۳۰۰ تا ۳۵۰ ميلي گرم ا زنمو.نه مورد شناسايي را د رداخل ظرف توزين با دقت ۱/۰ ميلي گرم وزن مي كينم نمونه را د ركوره ۱۰۵ تا ۱۱۰ درجه سانتيگراد به مدت ۲ ساعت خشك و سپس د رخشك كننده سرد مي كينم ؛ آنگاه سر پوش ظرف توزين را م يگذاريم و به سرعت ظرف را وزن مي كنيم . سپس وزن خشك نمونه محاسبه مي شود .