Bojilo

Bojilo je organska tvar koja se upotrebljava za bojenje tekstila, kože, krzna, papira, polimernih materijala (plastike), živežnih namirnica (hrane), farmaceutskih preparata i slično. Za razliku od boja i lakova, koji se u tankom sloju nanose na površinu materijala, bojila ulaze u materijal, tvore s njim kemijsku vezu, vežu se fizikalno (privlačnim silama) ili unutar materijala tvore netopljive spojeve. Njihova je primjena bila poznata prije više tisuća godina (indigo u Egiptu, Kini i Indiji, purpur na Kreti). Prirodna bojila bila su tijekom mnogih stoljeća glavna bojila za bojenje tekstila, a tek u drugoj polovici 19. stoljeća razvijaju se sintetska bojila.

Bojila za tekstil (Marrakech, Maroko).
Indigo dobiven iz biljke indigovke.
Purpurno obojene tkanine.
Svjetlosti različitih valnih duljina (boja) upadaju u bojilo. Ovo bojilo upija crvenu i zelenu svjetlost, ali odbija plavu, stvarajući plavu boju bojila.
Primjeri nekih organskih molekula.
Pomak područja apsorpcije svjetlosti prema većim valnim duljinama.
P-nitrotoluen (V) je vrlo slabo svijetložuto obojen, dok je p-nitranilin (VI) narančastožut, a njegov kation (VII) svijetložut.
Boja se produbljuje kad je usamljeni elektronski par olabavljen prisutnošću negativnog naboja.
Listovi mijenjaju boju u jesen jer se njihovi kromofori (molekule klorofila) razgrađuju i prestaju upijati (apsorbirati) crvenu i plavu svjetlost. [1]
Alizarin je jedna od najstarijih i najviše upotrebljavanih prirodnih boja, koja se od davnina dobivala iz korijena broća - bojadisarski broć (lat. Rubia tinctorum).
Uzorak bakrenog ftalocijana, koji pokazuje snažnu boju svojstvenu za razne oblike ftalocijanina.
Zbirka prvih upotrebljivih umjetnih anilinskih boja (Tehničko sveučilište u Dresdenu).
Metil narančasta ili metil oranž se u obliku otopine često koristi kao pH indikator.
Hematoksilin u prahu.
Fuksin u vodenoj otopini.
Većina močilnih bojila sadrži u orto- ili peri-položaju ili dvije hidroksilne grupe, ili dvije karboksilne grupe, ili jednu hidroksilnu i jednu karboksilnu grupu.
Bojila iz reda azo-spojeva.
Alcijan plavo močilo koje naglašava vrpčaste stanice Barrettovog jednjaka.
Umjetno plavo bojilo ili jarko plava E 133.
Sok od jagode obojen s E129 Allura crvenim bojilom.
Etiopska djevojka s obojenom kosom od kane.
Leejevo močilo koje se koristi u stanicama žučnog mjehura.
Bakar(II) acetat se od davnina koristio kao fungicid i zeleno bojilo.
Jedna od prvih anilinskih boja bila je ljubičasti mauvein.
Krunidbeni plašt Rogera II. od Sicilije, svila obojena grimizom i ukrašena zlatnim nitima i biserima (Kraljevska radionica, Palermo, Sicilija, 1133. – 1134. - "Kunsthistorisches Museum", Beč).
Kongo crvenilo je azo-bojilo koje se upotrebljava pH indikator jer u prisustvu kiselina poplavi.
Nitro-bojilo dobiveno iz pikrinske kiseline (Tehničko sveučilište u Dresdenu).
Francuski sir Mimolette koji koristi kao prehrambeni aditiv biksin (E 160b).
Crvenim alizarinom obojena riba lat. Nematistius pektoralis i osvijetljena fluorescentnom svjetlošću.

Nositelji su obojenosti u bojilu kromofori, svojstvene nezasićene atomske skupine (na primjer azo, nitro, nitrozo, karbonilna), koje su obično povezane s aromatskim jezgrama i pospješuju mezomeriju u konjugiranom sustavu. Osim što treba sadržavati kromofor, neka kemijska tvar može biti bojilo u tehničkom smislu ako postoji mogućnost da se veže i ugradi u materijal. [2]

Bojila su kemijske tvari koje apsorbiraju (upijaju) svjetlost u vidljivom dijelu spektra te su stoga obojene, a imaju sposobnost da boje tekstilna vlakna ili druge materijale manje ili više trajno, ulazeći s obojanim materijalom u kemijsku vezu ili vežući se na nj stalnim fizičkim silama. [3]

Boja i građa organskih molekulaUredi

Neka je kemijska tvar obojena ako djelomično (selektivno) upija (apsorbira) vidljivo svjetlo, to jest ako elektromagnetsko zračenje određenih valnih duljina između 380 i 760 nm upija, a propušta ili odbija (reflektira) elektromagnetsko zračenje ostalih valnih duljina u tom dijelu spektra; to zračenje kad djeluje na mrežnicu ljudskog oka izaziva osjet (kromatske) boje. Boja koju doživljava promatrač odgovara boji apsorbiranog svjetla, na primjer ako tvar apsorbira modro svjetlo valne duljine 480 nm, ona (osvijetljena bijelim svjetlom) izgleda narančastožuta. Tvari čije molekule apsorbiraju fotone valnih duljina izvan područja vidljivog svjetla, bilo u ultraljubičastom (valna duljina ispod 380 nm) bilo u infracrvenom području (iznad 760 nm), izgledaju ljudskom oku bezbojne, ali se takva apsorpcija energije zračenja može mjeriti pogodnim mjernim instrumentima. Sposobnost neke molekule da apsorbira fotone energije zračenja zavisi od njene sposobnosti da pređe u pobuđeno stanje, to jest od mogućnosti da neki njen elektron pređe na molekularnu orbitu višeg energetskog stanja nego što ga on zauzima u normalnom, nepobuđenom ili osnovnom stanju molekule. Pretpostavlja se da takav prijelaz može uzrokovati samo foton čiji je sadržaj energije točno jednak razlici između energije elektrona na pobuđenom i njegove energije na nepobuđenoj energijskoj razini. Mogući su dakle samo prelazi elektrona za koje je:

 

gdje je λ - valna duljina apsorbiranog fotona, h - Planckova konstanta, c - brzina svjetlosti, a ΔE - razlika između energija elektrona u normalnoj i pobuđenoj razini.

Oni organski spojevi koji u svojim molekulama imaju samo σ-veze sadržavaju čvrsto vezane elektrone. Energijske razine koji tim elektronima stoje na raspolaganju udaljeni su jedan od drugog, njihove razlike ΔE su velike te odgovaraju vrlo malim vrijednostima valne duljine λ. Zbog toga takve tvari apsorbiraju samo u dalekom ultraljubičastom području (duljina vala ispod 150 nm). π-elektroni su, općenito uzevši, slabije vezani i njima raspoložive energijske razine manje su udaljene jedne od drugih, pa se apsorpcija pomiče prema većim valnim duljinama, to jest prema vidljivom dijelu spektra. Ako molekula sadrži nekoliko dvostrukih veza, ta je pojava jače izražena, osobito ako su te dvostruke veze konjugirane. Tako etilen H2C=CH2 apsorbira zračenje valne duljine 175 nm, butadien H2C=CH—CH=CH2 zračenje valne duljine 220 nm, heksatrien H2C=CH—CH=CH—CH=CH2 zračenje valne duljine 258 nm i tako dalje. U ugljikovodicima s duljim konjugiranim lancem energijske razine π-elektrona su tako blizu jedan drugome da vrijednost razlike između njihovih energija odgovara valnim duljinama vidljivog svjetla, pa su takve tvari obojene. Tako na primjer l,8-difeniloktatetraen-l,3,5,7 apsorbira svjetlost valne duljine 434 nm, te je žuto obojen. Odlučna pri tom je razlika između osnovnog (nepobuđenog) i prvog pobuđenog energetskog nivoa. Tvar koja apsorbira u vidljivom dijelu spektra mora imati bar jednu energijsku razinu koja sadrži od 160 do 470 kJ/mol više energije od osnovnog. Kako i osnovno stanje i prvo pobuđeno stanje neke molekule svako za sebe sadrže različita stanja rotacijske i vibracijske energije, apsorpcija nije ograničena na određenu oštru valnu duljinu, nego je proširena na manje ili više široku apsorpcijsku vrpcu.

Za nastajanje boje važna je i prisutnost hetero-atoma (N,0,S) u konjugiranom lancu. Tako na primjer formaldehid, CH2=0 , apsorbira svjetlost s λ = 190 nm, a i mnogo bliže vidljivom dijelu spektra, sa λ = 300 nm. Prva od ovih dviju vrpca apsorpcije odgovara vrijednosti od 175 nm za etilen, a potječe vjerojatno od prelaza jednog od valencijskih π-elektrona na višu energijsku razinu. Druga vrpca smatra se da potječe od prelaza jednog labavijeg nevalencijskog p-elektrona kisikova atoma na višu energijsku razinu. Kako su ovi elektroni u molekuli slabije vezani nego valencijski elektroni, treba za njihovo prelaženje na višu energijsku razinu manje energije, što odgovara većoj valnoj duljini. Ovakvih nevalencijskih p-elektrona nema u etilenu, pa on zato ni ne pokazuje odgovarajuću apsorpciju. Konjugacija —C=0 pomiče ovu vrpcu koja zavisi od sekundarne apsorpcije prema većim valnim duljinama. Diacetil (I) apsorbira svjetlost s λ = 280 nm (analogno apsorpciji kod 220 nm u butadienu) i između 400 i 460 nm. Kako se ova druga vrpca nalazi u modroljubičastom području, spoj je žut. Isto je tako žut i p-benzokinon (II) u kojem dva karbonila nisu neposredno jedan uz drugog, ali su ipak konjugirani. Prisutnost N-atoma u konjugiranim sistemima ima sličan utjecaj. Tako na primjer stilben (III) ima vrpcu apsorpcije kod 300 nm te je bezbojan, a azobenzen (IV) apsorbira kod 450 nm te je narančast.

Povećano područje konjugacije također utječe na pomak područja apsorpcije prema većim valnim duljinama, kako se vidi u nizu (na slici) kondenziranih aromatskih cikličkih sistema.

Područje se konjugacije proširuje i u slučaju kad se u nekom konjugiranom lancu nalaze dušikovi ili kisikovi atomi s usamljenim elektronskim parovima, to jest p-elektronima koji nisu ušli u valencijsku vezu, kao na primjer u sistemima na slici.

Tako je na primjer p-nitrotoluen (V) vrlo slabo svijetložuto obojen, dok je p-nitranilin (VI) narančastožut, a njegov kation (VII) svijetložut.

Boja se produbljuje (to jest apsorpcijska se vrpca pomiče prema većim valnim duljinama) kad je usamljeni elektronski par olabavljen prisutnošću negativnog naboja. Stoga je na primjer p-nitrofenol obojen slabo svijetložuto, a njegov anion izrazito narančastocrveno.

Da bi p-elektroni takvih dušikovih ili kisikovih atoma mogli snažnije djelovati na produbljivanje boje, potrebno je da na drugom kraju konjugiranog lanca bude neki elektronegativni atom koji teži da privuče elektrone, kao na primjer: = 0: ili = N+ vezani dvostrukom vezom na konjugirani lanac, preko kojeg se privlačno djelovanje prenosi. Osim veličine područja na kojem se nalaze konjugirani π-elektroni u molekuli, prisutnosti nevalencijskih p-elektrona i prisutnosti elektronegativnih atoma, obojenost može uvjetovati i račvanje konjugacije, odnosno hiperkonjugacija. Tako je na primjer najjednostavniji obojeni ugljikovodik fulven, u kojem račvanje konjugiranog lanca uzrokuje apsorpciju svjetla mnogo većih valnih duljina nego što bi se očekivalo prema apsorpcijama butadiena, heksatriena ili ciklopentadiena. Ovo se račvanje naziva i unakrsna konjugacija: njena prisutnost često dovodi do produbljivanja boje. Smatra se da je to tako na primjer s indigom. Djelovanje se hiperkonjugacije na obojenost očituje u činjenici da se metiliranjem amino grupa nekog bojila dobivaju dublje obojeni produkti. Uzrok je tome što (σ-veze CH3 grupa imaju stanoviti π-karakter, pa se donekle konjugiraju s ostalim π-elektronima, a to dovodi do toga da metilirani produkti apsorbiraju svjetlo većih valnih duljina.

Ranije teorijeUredi

Jednu od najranijih teorija o vezi između građe organskih molekula i boje iznio je 1878. O. Witt. On je utvrdio da obojeni organski spojevi sadrže stanovite nezasićene grupacije, koje je nazvao kromoforima. Početkom 20. stoljeća istaknuta je i važnost kinonoidne grupe. Kasnije se spoznalo da molekula nekog organskog spoja, da bi on bio obojen, mora sadržavati određen broj kromofora povezanih međusobno tako da su im dvostruke veze konjugirane. Tvari koje u molekuli sadrže kromofore nazvane su kromogenima. One ne moraju nužno biti obojene. Witt je pokazao da neke grupacije koje mogu tvoriti soli (kao na primjer —NH2, —NHR, —NR2, —OH, gdje je R alkilni ili arilni ostatak) ne mogu same po sebi uvjetovati obojenost, ali mogu izazvati obojenost nekog bezbojnog kromogena ili produbiti obojenost nekog obojenog spoja. Ove su grupe nazvane auksokromima. Pozitivno djelovanje na dubinu obojenosti naziva se batokromijom. Auksokromne se grupe mogu po rastućem batokromnom utjecaju poredati ovako:

—OH, OR, —O-, —NH2, —N (CH3)2, —NH·C6H5,

a to znači, prema modernoj teoriji, da tim redom raste težnja p-elektrona slobodnih elektronskih parova da sudjeluju u mezomeriji molekule.

PodjelaUredi

Bojila mogu biti prirodna ili se proizvode sintetski.

Prema porijekluUredi

Podjela prema porijeklu najstarija je podjela koja danas ima tek povijesno značenje.

Prirodna bojilaUredi

 Podrobniji članak o temi: Prirodna bojila

Prirodna bojila dobivaju se izdvajanjem biljnih ili životinjskih sastojaka, na primjer iz sadnica u cvatu (prirodni indigo), korijenja, lišća, puževa (purpur), insekata (karmin) i tako dalje. U bojenju tekstila prirodna bojila imaju danas ograničenu važnost, a više se upotrebljavaju za bojenje živežnih namirnica, kozmetičkih i farmaceutskih proizvoda. Prirodna bojila, iako su prva otkrivena, ukupno su iskorištena u vrlo maloj količini, jer su skupa i slabije učinkovitosti. Prirodna bojila su obojeni organski spojevi koji se nalaze u stanicama biljaka i životinja, te u mikroorganizmima. Prirodna bojila mogu se u njima nalaziti u slobodnom obliku (kurkumin) ili u spoju sa šećerom i bjelančevinama. Neka su bojila (indigo, antikni purpur) bezbojna, pa se od njih dobiva obojen spoj oksidacijom, fermentacijom ili fotokemijskim postupkom. [4]

Umjetna bojilaUredi

Umjetna bojila ili sintetska bojila pojavljuju se nakon sinteze mauveina iz anilina (W. H. Perkin, 1856.). Njihova se tržišna primjena temeljila na proizvodnji velikih količina anilina iz katrana kamenog ugljena kao sirovine (otuda naziv katranske, odnosno anilinske boje). Nakon otkrića diazotacije i alizarinske sinteze u drugoj polovici 19. stoljeća, ostvarena je industrijska sinteza indiga, kongo-crvenila, indantrena i mnogih drugih bojila. Disperzijska bojila uvedena su 1923., a reakcijska 1956. Bojila za tekstil u Hrvatskoj proizvodi od 1950. zagrebačka tvornica "Chromos – Organske boje". Umjetna bojila su jeftinija i velike učinkovitosti, stoga danas drže vodeći položaj u proizvodnji.

Sintetska bojila mogu se podijeliti prema materijalu koji se njima boje na bojila za tekstil, za kožu, za papir, za plastične mase, za hranu, za ulja, masti, voskove, tekuća goriva i maziva, za premazna sredstva i naliče i za druge specijalne svrhe. Bojila za tekstil mogu se podijeliti na bojila za biljna vlakna, za životinjska vlakna, za sintetička vlakna i za miješana vlakna ili tkanine. Među bojila za specijalne svrhe idu bojila za mikroskopiju, za fotografiju, za kozmetiku, za pirotehniku, za farmaceutske svrhe, za kemijsku analizu (indikatori).

Prema svojstvima bojanja dijele se bojila u ove grupe:

  • bojila topljiva u vodi:
    • bazna,
    • kisela,
    • močilna,
    • metalkompleksna,
    • supstantivna (direktna),
    • reaktivna,
    • leukoesteri reduktivnih bojila (indigosoli);
  • bojila topljiva u alkoholu;
  • bojila netopljiva u vodi:
    • bojila koja se redukcijom mogu prevesti u leukospojeve topljive u vodi (reduktivna i sumporna bojila),
    • disperziona bojila,
    • bojila topljiva u mastima i uljima,
    • pigmentna bojila,
    • bojeni lakovi;
  • bojila koja se grade na vlaknu (materijalu):
    • naftol-AS bojila,
    • acetatna bojila za razvijanje,
    • oksidaciona bojila,
    • bojila koja nastaju u diazotipiji,
    • bojila za višeslojnu fotografiju u bojama.

Prema svojstvima bojanjaUredi

Bojila topljiva u vodiUredi

Bazna bojilaUredi

Bazna bojila se bazičnom kationskom skupinom vežu na anione akrilnih vlakana. Bazična bojila su vodotopiva kationska bojila uglavnom korištena za bojanje vlakana od akrila, te ponekad vune i svile. Kao močilo koristi se uglavnom octena kiselina. Koriste se za bojanje papira. Bazna bojila sadrže slobodne i supstituirane amino-grupe, a upotrebljavaju se najčešće u obliku u vodi topljivih soli (s octenom, oksalnom, sumpornom ili solnom kiselinom, odnosno kao dvosoli sa cinkovim kloridom). U vodi topljive soli boje vunu, svilu, papir i kožu, a pamuk tek nakon obrađivanja močilima (sriješom, taninom, sintetskim štavilima). Slobodne baze topljive su često u organskim otapalima (alkoholima, esterima, ketonima i tako dalje), a djelomično i u uljima, mastima i voskovima; upotrebljavaju se za bojenje lakova, plastičnih masa, voskova i parafina, a također u štamparskim bojama. Disperzije baznih bojila u vodi boje acetatni rejon. Uvođenjem dovoljnoga broja sulfonskih grupa u molekulu postaju ta bojila topljiva u vodi i dobivaju svojstva bojanja kiselih bojila. Bazna bojila čine najstariju grupu bojila, a odlikuju se jasnim i živahnim tonovima, ali su im postojanosti, osobito na svjetlost, slabe. Upotrebljavaju se poglavito kad se pridaje veća važnost živahnom tonu obojenja nego postojanosti. Baznih bojila ima u gotovo svim kemijskim grupama. Po raspodjeli bojanja spadaju među bojila topljiva u vodi samo soli baznih bojila.

Kisela bojilaUredi

 Podrobniji članak o temi: Kisela bojila

Kisela bojila su vodotopiva i anionska. Ovoj kategoriji pripada većina sintetskih bojila. Primjenjuju se kod bojanja svile, vune, najlona i modificiranog akrila u kiseloj sredini. Kemijska veza ostvaruju se uglavnom stvaranjem organske soli spajanjem aniona u bojilu i kationa u vlaknu. Kisela bojila sadrže u molekuli jednu ili više sulfonskih grupa –SO3H koje uzrokuju njihovu topljivost u vodi i njihovo svojstvo bojanja. Kemijski spadaju najvećim dijelom među azo (monoazo i disazo)-bojila, antrakinonska, triarilmetanska i ksantenska bojila. Glavna im je upotreba za bojanje životinjskih vlakana, prije svega vune i svile, koje se bojaju iz kisele kupke direktno. Posebne vrste kiselih bojila se upotrebljavaju za kožu, životinjska celvlakna, poliamidna vlakna i papir. Neka kisela bojila bojadišu vunu i iz neutralne posude.

Močilna bojilaUredi

Močilna bojila koriste močilo. Takvim bojilima pripada većina prirodnih bojila. Močilna bojila imaju svojstvo da na vlaknu tvore s pogodnim metalnim spojevima (prije svega solima kroma, a također solima aluminija, bakra i željeza) manje ili više teško topljive složene spojeve i tako daju obojenja dobrih mokrih postojanosti, a u većini slučajeva i bolje postojanosti na svjetlu nego što ih imaju obojenja istim bojama bez metala. Kako se kao močilo najčešće upotrebljavaju kromne soli, ova bojila se često nazivaju i kromnim bojilima. Po kemijskoj građi pripadaju ta bojila azo-bojilima, triarilmetanskim, ksantenskim i antrakinonskim bojilima. Većina tih bojila sadrži u orto- ili peri-položaju ili dvije hidroksilne grupe, ili dvije karboksilne grupe, ili jednu hidroksilnu i jednu karboksilnu grupu. U bojilima iz reda azo-spojeva mora biti u obje jezgre prisutna po jedna od navedenih dviju grupa u o, o'-položaju, odnosno u peri-položaju, s obzirom na azo-skupinu, ili pak mora u jednoj jezgri biti jedna od ovih grupa u spomenutom položaju, a u drugoj amino grupa. Druga hidroksilna grupa nastaje katkada uslijed oksidacije dikromatom za vrijeme naknadnog kromiranja nakon bojanja. Bojila ovakve građe nazivaju se i ortooksi-bojila. Najveći dio prirodnih bojila spada također u grupu močilnih bojila. Bojila ove grupe su od naročitog značenja za bojanje vune, pri čemu se kao metal upotrebljavaju kromi-[Cr(III)] soli ili dikromati, koje vuneno vlakno i dodane reduktivne supstancije u samoj kupelji reduciraju u kromi-soli. Obojenja su dobrih postojanosti, naročito obojenja onim bojilima antrakinonskoga reda koja se izvode od alizarina. Neka prirodna bojila pripadaju također ovoj grupi. Mnogo rjeđe se ova bojila upotrebljavaju za pamuk prethodno obrađen močilima i za prirodnu svilu, kazeinsko i poliamidno vlakno. Posebni se asortimani upotrebljavaju za bojanje kože i anodno oksidiranog aluminija.

Metalokompleksna bojilaUredi

 Podrobniji članak o temi: Metalokompleksna bojila

Metalokompleksna bojila stvaraju kelate između metalnih iona (krom, kobalt, bakar). Metalokompleksna bojila predstavljaju grupu kromnih i kobaltovih kompleksa (pretežno) ortooksiazo-bojila. Prema sadržaju kompleksno vezanoga metala u molekuli bojila dijele se ova u:

  • metalkompleksna bojila 1 : 1, koja se veoma dobro tope u vodi i s kojima se boja vuna iz veoma kiselih kupelji (palatinska i neolanska bojila), i
  • metalkompleksna bojila 1 : 2, koja se teže tope u vodi, a bojanje se njima iz slabo kiselih do neutralnih kupelji (cibalani, irgalani, izolani, ortolani).

Oba tipa bojila daju na vunenom materijalu vrlo postojana obojenja, a primjenjuju se i na poliamidna i modificirana poliakrilonitrilna vlakna. Naročito dobre postojanosti postižu se na sintetičkim vlaknima metalkompleksima 1 : 2 koji se ne tope u vodi, ali koji su pripremljeni u finim disperzijama.

Direktna ili supstantivna bojilaUredi

 Podrobniji članak o temi: Direktna bojila

Direktna bojila ili supstantivna bojila fizikalno se vežu izravno na celulozno vlakno. Direktna bojila koriste neutralne ili slabo lužnate sredine blizu ili na točki vrelišta otopine natrijevog klorida ili natrijevog sulfata. Koriste se za bojanje pamuka, papira, kože, vune, svile i najlona. Uporabu nalaze i kao indikatori pH vrijednosti, te kao bojila u mikroskopiji.

Reaktivna bojilaUredi

 Podrobniji članak o temi: Reaktivna bojila

Reaktivna bojila koriste kromofor povezan s nekom reaktivnom kemijskom skupinom koja se kovalentno veže na vlakno. Pripadaju najtrajnijim bojilima. Reaktivna bojila imaju posebnu atomsku grupu, takozvanu reaktivnu komponentu, vezanu za molekulu bojila, koje je po kemijskoj građi većinom azo-bojilo, rjeđe antrakinonsko, ftalocijaninsko ili metalkompleksno u vodi topljivo bojilo. Reaktivna komponenta je najčešće s-triazinaki prsten s jednim ili dva reaktivna atoma klora, ili vinilsulfonski ostatak; ona se kemijski veže s hidroksilnim grupama celuloznoga vlakna ili aminogrupama vune i poliamidnoga vlakna. Od izbora obojene komponente zavisi postojanost reaktivnih bojila na svjetlosti, a sve mokre postojanosti znatno su poboljšane zbog kemijske veze s vlaknom preko reaktivne grupe u molekuli bojila.

IndigosoliUredi

 Podrobniji članak o temi: Indigosoli

Indigosoli ili leukoesteri reduktivnih bojila su soli estera sumporne kiseline s leukospojevima koji nastaju redukcijom karbonilnih skupina indigoidnih i antrakinonskih bojila. Karakterizira ih prisutnost grupacije Me03S0—C=C—C=C—OSO3Me (Me = kalij ili natrij). Vežu se iz neutralne kupelji na pamuk ili iz slabo kisele kupelji na vunu i svilu, a zatim se u drugoj kupelji, koja sadrži kiselinu, izvrši hidroliza estera i uslijed prisutnosti oksidirajućih sredstava (natrijeva nitrita, natrijeva dikromata, feriklorida) istodobno oksidira hidroksilna grupa u karbonilnu. Njihove postojanosti odgovaraju postojanostima onih reduktivnih bojila od kojih se izvode. Upotrebljavaju se najčešće za bojanje pamuka, lana, regeneriranih celuloznih vlakana, a rjeđe za vunu i svilu. Odlikuju se izvanrednom sposobnošću egalizacije (izjednačivanja) i prodiranja u tkivo, pa se zato upotrebljavaju za pastelne nijanse, a vrlo se dobro primjenjuju i za bojanje komadne robe. Stanovitu upotrebu imaju i u bojanje kod štampanja (tisak).

Bojila topljiva u alkoholuUredi

Bojila topljiva u alkoholu mogu se naći u svim kemijskim skupinama. Većina ih pripada azo-bojilima, a ima ih iz reda nigrozina i indulina, triarilmetanskih i ksantenskih bojila. Služe za prozračno bojenje celuloznih estera, celuloida, prirodnih i sintetičkih smola i tako dalje.

Bojila netopljiva u vodiUredi

Reduktivna bojilaUredi

Reduktivna bojila obuhvaćaju u vodi netopljiva bojila koja se sa natrijevim "hidrosulfitom" (natrijevim ditionitom, Na2S204∙2H20) u prisutnosti alkalija prevode u reducirani oblik, takozvani leuko-oblik, koji je topljiv u vodi. Iz takve se otopine bojila vežu na materijal i na njemu se kisikom iz zraka oksidiraju natrag u netopljivo bojilo. Za bojenje vune su upotrebljivi samo oni produkti koji se mogu prevesti u topljiv oblik u prisutnosti amonijaka na nižoj temperaturi. Najvrednija bojila za celulozna vlakna, bojila s najvećim postojanostima, pripadaju kemijskoj grupi antrakinonskih bojila, a i niz indigoidnih bojila se upotrebljava na isti način za istu svrhu. Reduktivna bojila za vunu pripadaju grupama indigoidnih, benzokinonskih i naftokinonskih bojila.

Sumporna bojilaUredi

 Podrobniji članak o temi: Sumporna bojila

Sumporna bojila su dvokomponentna bojila za bojanje pamuka u tamne boje. Sumporna bojila prevode se redukcijom u topljiv oblik, vežu se na celulozna vlakna i zatim oksidacijom ponovno postaju netopljiva. Sumporna bojila se prevode u oblik topljiv u vodi djelovanjem otopine natrijeva sulfida, koji reducira sulfidni sumpor u merkaptanski, pa u prisutnosti alkalija nastaju u vodi topljive natrijeve soli merkaptana (tioli). Zbog alkalne reakcije ovako nastalih otopina upotrebljavaju se sumporna bojila isključivo za bojenje biljnih vlakana u tamnim nijansama.

Disperzijska bojilaUredi

 Podrobniji članak o temi: Disperzijska bojila

Disperzijska bojila su u obliku vodenih disperzija, iz kojih čestice bojila prelaze u omekšana sintetska vlakna i u njima tvore čvrste otopine. Disperzna bojila se melju u prah u nazočnosti tvari koja pomaže disperziju, te skladište kao pasta, sprej ili prah. Uglavnom se koriste za bojanje poliestera. Disperzijska bojila u vodi su netopljiva ili teško topljiva, pa se za bojenje upotrebljavaju u obliku finih vodenih suspenzija u prisutnosti disperzionih sredstava (sapuna, deterdženata). Suspendiranu boju materijal apsorbira (upije) nakon što je ona prodrla u intermicelarne šupljine. Kemijski su to jednostavna antrakinonska bojila, monoazo-bojila i azometinska bojila, a imaju obično veći broj supstituenata: amino-, alkoksi-, hidroksialkil-, halogen, nitro- ili cijano-skupina. Primjenjuju se za bojanje acetatne svile i sintetičkih vlakana.

Bojila topljiva u uljima i mastimaUredi

Bojila topljiva u uljima i mastima pripadaju najvećim dijelom azo-bojilima i upotrebljavaju se za bojanje tehničkih masnoća, goriva i živežnih namirnica (hrane).

Pigmentna bojilaUredi

Pigmentna bojila su potpuno ili gotovo potpuno netopljiva u sredstvu (mediju) u kojem se primjenjuju. Po kemijskoj građi pripadaju grupama azo-bojila, antrakinonskih, indigoidnih i ftalocijaninskih bojila. Upotrebljavaju se u premaznim bojama, naličima, lakovima, grafičkim bojama, bojama za tapete, bojama za bojanje plastičnih masa. U tekstilnoj se industriji upotrebljavaju za tisak i za bojanje sintetičkih vlakana prije postupka predenja.

Bojeni lakoviUredi

Bojeni lakovi su teško topljive ili netopljive soli bojila koja su inače topljiva u vodi, ili njihovi složeni (kompleksni) spojevi. Upotrebljavaju se za iste svrhe za koje se upotrebljavaju i pigmentna bojila, ali im nedostaje postojanost prema kiselinama i lužinama, koje ih cijepaju u prvotno topljivo bojilo i odgovarajući metalni spoj. Bojeni lakovi se proizvode iz reda azo-, antrakinonskih, kridinskih, azinskih, kinoftalonskih, nitro-, nitrozo-, tiazinskih i triarilmetanskih bojila.

Bojila koja se grade na vlaknuUredi

Naftol ASUredi

 Podrobniji članak o temi: Naftol AS

Naftol AS ili naftol-AS bojila su netopljiva azo-bojila koja nastaju kopulacijom nekog topljivog diazonijevog spoja na jednu topljivu aktivnu komponentu direktno na vlaknu ili tkanini. Kako komponente ne sadrže grupacije koje omogućuju otapanje u vodi (sulfonske –SO3H i karboksilne grupe -COOH), nastaju na vlaknu zapravo pigmentna bojila. Upotrebljavaju se u prvom redu za bojanje celuloznih materijala, manje za svilu, a određene kombinacije se upotrebljavaju i za bojanje acetatnog rejona i sintetičkih vlakana. Dobivena obojenja vrlo su postojana prema svim utjecajima, često koliko i najbolja reaktivna bojila. Značajna je i njihova upotreba za štampanje u boji (tisak).

Acetatna bojila za razvijanjeUredi

 Podrobniji članak o temi: Acetat

Acetatna bojila za razvijanje analogna su naftolima AS, s razlikom da se kao aktivne komponente za kopulaciju upotrebljavaju relativno jednostavni aromatski fenoli i derivati acetoctenog estera. Upotrebljavaju se za bojanje vlakna od celuloznog acetata i poliamidnih vlakana, a u manjoj mjeri i poliesterskih vlakana. Postojanosti su im odlične, ali je asortiman uzak.

Oksidacijska bojilaUredi

Oksidacijska bojila nastaju na materijalu kad se neki aromatski amini i diamini, odnosno aminofenoli, kondenziraju i oksidiraju u toku procesa bojenja pomoću oksidacijskih sredstava (kromata, klorata) u prisutnosti metalnih soli kao katalizatora. Upotrebljavaju se za bojanje celuloznih materijala i krzna. Postojanosti su im općenito dobre.

Bojila koja nastaju u diazotipijiUredi

Bojila koja nastaju u diazotipiji su relativno jednostavna azo-bojila koja nastaju na papiru impregniranom stabilnim diazonijevim spojevima, kopulacijskim komponentama (floroglucinom, rezorcinom, acetoacetanilidom, derivatima naftola i tako dalje) i kiselinama koje sprečavaju kopulaciju (citronskom, vinskom) nakon što je na osvijetljenim mjestima razoren djelovanjem svjetla diazonijev spoj i zatim omogućena kopulacija izlaganjem parama amonijaka.

Bojila za višebojnu fotografijuUredi

Bojila za višebojnu fotografiju nastaju kad dietil-p-fenilendiamin, ili p-aminofenol, ili njihovi derivati supstituirani u jezgri ili na alkilnim grupama djeluju na pogodne komponente s kojima se vežu u azometinska, indofenolska ili indaminska bojila.

Prema kemijskoj građiUredi

Prema kemijskoj građi sintetska se bojila mogu podijeliti u ove grupe: nitrozo-bojila, nitro-bojila, azo-bojila (monoazo-bojila, disazo-bojila, trisazo-bojila, poliazo-bojila, bojila koja se grade na vlaknu), metinska i polimetinska, tiazolska, tiazinska, azinska, oksazinska, sumporna bojila, amino-bojila, hidroksiketonska, antrakinonska bojila, leukoesteri reduktivnih bojila, indigoidna, ftalocijaninska, stilbenska, di- i triarilmetanska, ksantenska, akridinska, kinolinska, reaktivna i metalkompleksna bojila.

Azo-bojilaUredi

 Podrobniji članak o temi: Azo-bojila

Azo-bojila (prema fr. azote: dušik) su organska sintetska bojila koja sadrže najmanje jednu azo-skupinu, –N=N–, vezanu na aromatsku jezgru, te jednu auksokromnu skupinu. Proizvode se diazotacijom nekoga aromatskog amina i vezanjem nastaloga diazonijeva spoja na neku aktivnu kopulacijsku (veznu) komponentu. Procesi diazotacije i kopulacije mogu se primijeniti na mnogo azo-spojeva koji sadrže amino-skupine ili slobodno mjesto za kopulaciju, a mogu se i nekoliko puta ponavljati, što vodi do velikog broja diazo-bojila i poliazo-bojila različite građe. Azo-bojila se uobičajeno dijele prema broju azo-skupina u molekuli, o čemu ovisi i njihova boja. Najbrojnija su skupina sintetskih organskih bojila, s najširom primjenom, ponajprije za bojenje vune i pamuka, ali i svile, kemijskih vlakana i prehrambenih namirnica (prehrambeni aditivi). Otprilike 70% svih bojila koja se koriste u tekstilnoj industriji po svom su sastavu azo-bojila.

Teorijski se azo-bojila izvode od azobenzena C6H5N=NC6H5 kao najjednostavnijeg aromatskog azo-spoja. On nastaje alkalnom redukcijom nitrobenzena i nema svojstvo bojila. No ako se na njemu nalaze supstituirane (zamjenjene) hidroksilne –OH, amino- NH2, sulfonske –SO3H, karboksilne -COOH ili sulfonamidne grupe, ili ako su benzenski prsteni izociklički ili heterociklički aromatski kondenzirani pa i supstituirani u tim sistemima s navedenim grupacijama, dobivaju se spojevi sa svojstvom bojila. Pretpostavlja se da su azo-bojila benzenoidnokinonoidno tautomerna s odgovarajućim hidrazonima kinona, odnosno njihovim derivatima. Prema upotrebi i vrsti materijala koji se boja imaju azo-bojila najširi raspon primjene. Za svako vlakno, sintetično ili prirodno, za otapala, kao pigmenti i tako dalje upotrebljavaju se odgovarajuća azo-bojila.

Nitrozo-bojilaUredi

 Podrobniji članak o temi: Nitrozo-bojila

Nitrozo-bojila sadrže nitrozo-grupu u o-položaju prema hidroksilnoj grupi fenola ili naftola. Orto-nitrozo-fenoli i –naftoli tvore s metalnim hidroksidima obojene helatne spojeve, a isto tako i s metalnim solima slabih kiselina. Pri tom nitrozo-spojevi reagiraju vjerojatno u tautomernom o-kinon-monoksimskom obliku. Samo zeleni željezni lakovi nekih nitrozo-naftola su našli upotrebu kao bojila i za tisak, tako na primjer C. I. 10006 (pigmentna zelena B), koji se dobiva djelovanjem natrijeva nitrita u kiselom mediju na β-naftol, prevođenjem nastalog nitrozo- naftola u bisulfitni spoj i obradom željeznim sulfatom u prisutnosti natrijeva hidroksida, i pigmentna zelena B, C.I. 10020 (pigmentna zelena PLX), koji se priprema nitroziranjem Schaefferove kiseline (2-naftol-6-sulfonske kiseline) i prevođenjem nastalog nitrozo-derivata u natrijevu-željeznu sol djelovanjem željeznog sulfata u prisutnosti natrijeva hidroksida. Ovo se bojilo također dodaje morskoj vodi na solanama da bi se pojačala apsorpcija (upijanje) toplinskih zraka i time ubrzalo isparavanje vode djelovanjem Sunčeve svjetlosti.

Nitro-bojilaUredi

 Podrobniji članak o temi: Nitro-bojila

Nitro-bojila su aromatski amini ili fenoli koji sadrže u o- ili p-položaju jednu nitro-grupu ili više njih. Dobivaju se djelovanjem dušične kiseline na fenole, naftole, diazotirane aromatske amine ili diarilamine, djelovanjem aromatskih amina na aromatske klor-nitro-derivate i, konačno, kondenzacijom nitro-amina s formaldehidom. Tako na primjer 1 -naftol-2,7-disulfonska kiselina daje nitriranjem 2,4-dinitro-l-naftol-7-sulfonsku kiselinu, čija je natrijska sol naftol žuta S, C.I. 10316. Kondenzacijom p-aminofenola sa 2,4-dinitroklorbenzenom nastaje C.I. 10345 (njem. Cellitonechtgelb RR). Slično nastaje iz 2,4-dinitroklorbenzena i 4-aminodifenilaminsulfonske kiseline C.I. 10385 (njem. Amidogelb E). Kondenzacijom 4-klor-2-nitranilina s formaldehidom priprema se C.I. 10325 (njem. Litholechtgelb GG). Nitro-bojila koja sadrže sulfonske grupe –SO3H upotrebljavaju se za bojanje životinjskih vlakana. Nesulfurirani nitro-diaril-amini su disperzijska bojila za polusintetička i sintetička vlakna. Neka nesulfurirana nitro-bojila su pigmenti. Nijanse nitro-bojila su od žute preko narančaste do smeđe. Tržišno ta bojila nisu od velikog značenja.

PrimjenaUredi

Koriste se u prehrambenoj industriji, mikroskopiji, umjetnosti, pirotehnici, tekstilnoj industriji, građevinarstvu, itd.

U prehrambenoj industrijiUredi

 Podrobniji članak o temi: E-brojevi

Služe bojanju tijesta, šlaga, ljuski jaja, začina, i tako dalje, te su kao takva označena E-brojevima. Manji broj je u širokoj uporabi, a ostale boje dobivaju se njihovim miješanjem. Trenutno najpoznatija bojila u Sjedinjenim Američkim državama su:

  • Jarko plava FCF, E 133 (plava)
  • Indigotin, E 132 (tamno plava)
  • Fast Green FCF, E143 (plavo-zelena)
  • Allura Red AC, E129 (crvena)
  • Erythrosine, E127 (ružičasta)
  • Tartrazine, E102 (žuta)
  • Sunset Yellow FCF, E110 (narančasta)

U mikroskopijiUredi

Koristi se prilikom bojanja mikroskopskih preparata sa svrhom poboljšavanja kontrasta struktura u preparatu prilikom mikroskopiranja. Također, koristi se i za mikroskopsku detekciju raznih tvari, pri čemu se bojilo veže za DNK, bjelančevine, masti, ugljikohidrate.

U umjetnostiUredi

Koriste se zajedno s pigmentima za oslikavanje površina te bojanje dijelova od kojih se slažu primjerice dijelovi umjetničkih instalacija.

U pirotehniciUredi

Koriste se uglavnom za pirotehničke smjese koje gorenjem daju obojani dim. Kao takve, najčešće guše reakciju gorenja.

U tekstilnoj industrijiUredi

Ovakva primjena je najraširenija i jedna od osnovnih i prvih u povijesti, te osnova tekstilne industrije.

U građevinarstvuUredi

Koriste se umiješane u inertni nosač i najčešće za bojanje zidnih površina.

IzvoriUredi

  1. (26. veljače 2016.) "Breakdown of Chlorophyll in Higher Plants—Phyllobilins as Abundant, Yet Hardly Visible Signs of Ripening, Senescence, and Cell Death". Angew. Chem. Int. Ed. 4882 (55): 4882–4907
  2. bojila, [1] "Hrvatska enciklopedija", mrežno izdanje, Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, pristupljeno 27. 7. 2020.
  3. "Tehnička enciklopedija" (Bojila), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.
  4. "Tehnička enciklopedija" (Prirodna bojila), glavni urednik Hrvoje Požar, Grafički zavod Hrvatske, 1987.

Vanjske povezniceUredi

Na Zajedničkom poslužitelju postoje datoteke na temu: Bojilo.