Tổng quan chất màu dùng trong các sản phẩm cao su

1. TỔNG QUAN CHẤT MÀU
GVHD: TS. NGUYỄN THỊ LÊ THANH
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM
KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU
BỘ MÔN POLYMER

2. DANH SÁCH NHÓM 9
• Trương Vinh
• Nguyễn Hữu Tâm
• Nguyễn Quốc Hưng
• Nguyễn Khắc Tiến
• Quách Hữu Nhân

3. MỤC LỤC
I • LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CÁC HỢP CHẤT MÀU
II • LÝ THUYẾT MÀU SẮC
III • CÁC HỢP CHẤT MÀU
IV • NHUỘM MÀU CAO SU
V • TÀI LIỆU THAM KHẢO

4. I. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
• Trong tự nhiên, sắc tố
như ochres và oxit sắt đã được sử
dụng như chất màu từ thời tiền
sử. Thuốc màu và thiết bị nghiền
sơn được cho là giữa 350.000 và
400.000 năm tuổi đã được báo cáo
trong một hang động tại Twin
Rivers, gần Lusaka, Zambia.
• Thế kỷ 19 là quan trọng hơn bất
kỳ khác trong việc phát triển màu
sắc. Đó là một sự hưng
thịnh của hóa học mà bắt
đầu trong thế kỷ 18. Các nhà hóa
học bắt đầu làm việc để phát
triển các công thức mới để sản
xuất sắc tố.

5. II. LÝ THUYẾT MÀU SẮC:
1. Lý thuyết cổ điển:
• Dựa trên các quan điểm của Butlerov và Alektsev năm
1876 O.Witt đã lập nên thuyết mang màu của hợp chất
hữu cơ, được coi là thuyết đầu tiên.
• CH=CH nhóm etylen
• N=N- nhóm azo
• CH=N- nhóm azo metyl
• N=O nhóm nitrozo
• NO2 nhóm nitro
• C=O nhóm cacbonyl

6. • Theo O.Witt thì các hợp chất hữu cơ chứa nhóm
mang màu gọi là “chất mang”.
• Ngoài các nhóm mang màu cần thiết, khi đưa thêm
vào phân tử các chất mang nhóm nguyên tử gọi là
“nhóm trợ màu” thì màu của hợp chất sẽ sâu hơn.
Trong số các nhóm trợ màu thì quan trọng hơn cả là
–OH, -NH2, -N(CH3)2.

7. LÝ THUYẾT CỔ ĐIỂN:
Dựa trên các quan
điểm của Butlerov và
Alektsev năm 1876 O.Witt
đã lập nên thuyết mang màu
của hợp chất hữu cơ, được
coi là thuyết đầu tiên thì hợp
chất hữu cơ có màu do
chúng chứa các nhóm mang
màu trong phân tử.
Butlerov

8. Như vậy sự hấp thụ ánh sáng là kết quả của sự
tương tác của các điện tử vòng ngoài của các
nguyên tử và phân tử các hợp chất màu với
photon ánh sáng.

9. • Benzaurin sunfoaxit có màu vàng trong môi trường
axit có màu đỏ do bị ion hoá

10. Hay alizarin có màu vàng trong môi trường
kiềm có màu tím.

11. THUYẾT MÀU HIỆN ĐẠI
• Màu sắc của vật chất trong tự nhiên được tạo
thành do sự tương tác giữa ánh sáng chiếu vào
với bề mặt của vật.
• Sự tương tác này chính là sự hấp thu có chọn
lọc các tia sáng có bước sóng khác nhau trong
ánh sáng chiếu vào và sự phản xạ lại những
phần còn lại của ánh sáng.

13. Màu hữu sắc: có sự
hấp thụ chọn lọc và phản xạ
một số tia sáng có bước sóng
nhất định. Có thể là màu đơn
sắc hoặc đa sắc.
Màu vô sắc: Là những màu mà khi ta hoà trộn
chúng với nhau không tạo nên được màu mới. Ví dụ
đen, trắng và các thang độ xám khi được hoà trộn.

14. • Phản xạ 100% tia tới =>
• Hấp thụ 100% tia tới =>
• Phản xạ x% tia tới =>
Vòng tròn phối màu cơ bản

15. ẢNH HƢỞNG CỦA CẤU TRÚC
VÀ LIÊN KẾT HÓA HỌC ĐẾN MÀU
SẮC:
• Ảnh hƣớng của hệ thống liên kết nối đôi.
• Ảnh hƣởng của các nguyên tử khác ngoài
cacbon.
• Ảnh hƣởng của các nhóm thế.
• Ảnh hƣởng của sự ion hóa phân tử.
• Ảnh hƣởng của cấu tạo phân tử.

16. PHÂN LOẠI
Màu vô
cơ
Màu hữu
cơ

17. Màu vô cơ Màu hữu cơ
Ưu điểm Rẻ
Chịu được
nhiệt độ cao
Không tan
trong nước
Màu tươi
Đa dạng
Cường độ màu
cao
Khuyết điểm Không tươi
Không đa
dạng
Cường độ màu
không cao
Kém chịu
nhiệt
Kém bền môi
trường

19. Cấu
trúc
Tính
chất vật lý
Khả
năng tan
trong nƣớc
Khả
năng
nhuộm
màu
(Staining)
Độ
chịu sáng
(lightfastne
ss)
Dạng
rắn hoặc
dung dịch
(Solid or
Solution)
Từ thấp
đến trung
bình
Từ trung
bình đến
cao
Trung
bình
Dạng
rắn hoặc
phân tán
(Solid or
Dispersion)
Không
hòa tan
cao Từ trung
bình đến
cao
Dạng
lỏng
Có thể
trộn lẫn
(miscible)
Từ thấp
đến không
Trung
bình

20. • Bột màu là các hạt riêng biệt từ chất vô cơ hoặc
hữu cơ, dính với nhau thành các kết tập (aggregate)
tạo nên các kết tụ (agglomerate).

21. • Phẩm nhuộm bị chất kết dính và dung môi làm mất
cấu trúc tinh thể tức bị hoà tan, tạo nên dung
dịch (solution), có độ trong không thay đổi.

22. MÀU VÔ CƠ
• Pigment vô cơ có nguồn gốc từ khoáng đã
được sử dụng từ thời tiền sử, trong đó có một
số loại vẫn dùng cho đến hiện nay như oxit sắt.
Nhưng chủ yếu pigment vô cơ ngày nay là
dạng tổng hợp, gồm có pigment màu trắng,
màu đen và các màu khác

23. Tính độc hại của bột màu vô cơ
Tuy nhiên đa số chất màu vô cơ cho các ứng
dụng trên đều có nguồn gốc từ các kim loại độc hại
như cadmium, chì, chrom hoặc cobalt… Những
nguyên tố này không chỉ độc hại với sức khỏe con
người mà còn gây ô nhiễm môi trường đáng kể

24. Sắc tố tím :
Tên Dạng màu Màu Chú thích
Hệ màu
của Nhôm
Xanh tím
PV15(Ultramarin
e violet)
Tìm ra năm
1826, Silicat
của Natri và
nhôm
Hệ màu
của
Đồng
Màu tím trung
hoa(BaCuSi2O6.)
Tìm ra từ năm
1045-771
trước công
nguyên ở
Trung Quốc

25. Tên Dạng màu Màu Chú thích
Hệ màu
của Nhôm
Na8-10Al6Si6O24S2-4 Tìm ra năm
1826
Hệ màu
của cobalt
Cobalt(II) stannate Tìm ra năm
1590
Sắc tố xanh dƣơng

26. Sắc tố xanh lá
Tên Dạng màu Màu Chú thích
Hệ màu của
Cadmium
(Cd)
CdS+ Cr2O3 Trộn lẫn giữa
Cadmium
Yellow (CdS)
and Viridian
(Cr2O3)
Hệ màu của
đồng
Cu(C2H3O2)2
·3Cu(AsO2)2
Tìm ra năm
1900

27. Sắc tố vàng
Tên Dạng màu Màu Chú thích
Hệ màu của
Crom
PbCrO4 Tìm ra năm
1797
Hệ màu của
cobalt
Tin(IV)
sulfide

28. Sắc tố cam
Tên Dạng màu Màu Chú thích
Hệ màu của
Crom
PbCrO4 + PbO Màu tự nhiên
khi trộn lẫn Chì
(II) Crom và
Chì (II) oxit

29. Sắc tố đỏ
Tên Dạng màu Màu Chú thích
Hệ màu của
Cadmium
Cadmium
selenide (CdSe)
Hệ màu của chì Lead tetroxide,
Pb3O4
Nguy hiểm

30. Sắc tố nâu
Tên Dạng màu Màu Chú
thích
Hệ màu của đất
sét
Fe2O3 +
MnO2 + nH2O +
Si + AlO3

31. Sắc tố đen
Tên Dạng màu Màu Chú
thích
Hệ màu
của
Cacbon
Bone char
Tricalcium phosphate ( or
hydroxylapatite)
57-80%, calcium
carbonate 6-10% and
activated carbon 7-10%
Hệ màu
của sắt
Fe3O4

32. Sắc tố trắng
Tên Dạng màu Màu Chú thích
Hệ màu của
Antimony
Sb2O3
Hệ màu của kẽm ZnO

33. BỘT MÀU HỮU CƠ
• Là những hợp chất hữu cơ hoặc phức của chúng
được hình thành từ các nguyên tử carbon cùng với
nguyên tử hydro, nitơ và oxy, clo... hình thành nên
các liên kết π và liên kết σ.
• Ngày nay các chất màu hữu cơ sử dụng rộng rãi và
đa dạng, nhiều chủng loại màu sắc tươi đẹp, cường
độ màu cao, được sử dụng nhiều trong các lãnh vực
kinh tế khác nhau.

34. • Có sẵn trong tự nhiên
• Độ chịu sáng kém, màu nhanh
phai và màu sắc không đa
dạng.
Bột màu hữu
cơ tự nhiên
• Là những hợp chất hữu cơ
hoặc phức của chúng được
tổng hợp từ các sản phẩm
của dầu mỏ.
• Màu sắc đa dạng, độ sáng
cao.
Bột màu hữu
cơ tổng hợp
Phân loại bột màu hữu cơ

35. Bột màu hữu cơ tự nhiên

36. 1. Azo Pigments 2. Polycyclic Pigments
- Monoazo Yellow and
Orange Pigments
- Disazo Pigments
- β-Naphthol Pigments
- Naphthol AS Pigments
- Red Azo Pigment Lakes
- Phthalocyanine Pigments .
- Quinacridone Pigments
- Dioxazine Pigments
- Perylene and Perinone
Pigments
- Quinophthalone Pigments
Phân loại bột màu nhân tạo
• Không có một ranh giới rõ ràng trong việc phân chia
các loại chất bột màu hữu cơ. Trong tài liệu nhóm
chọn phân loại theo cấu tạo hóa học.

37. • Bột màu Azo được đặc trưng bởi sự hiện diện có liên
kết của
→ Monoazo: Ar-N=N-Ar'
→ Điazo: Ar-N=N-Ar'-Ar-N=N-Ar''
→ Polyazo: Ar-N=N-Ar'-Ar-N=N-Ar''- .......
Trong đó Ar, Ar', Ar''.... là những gốc hữu cơ có nhân
thơm có cấu tạo đa vòng, dị vòng rất khác nhau.
1. Azo Pigments
Hình 4.1: Bột màu chrysoidine

38. Bột màu azo gồm nhiều loại khác nhau. Bột màu
Azo đại diện cho khoảng 70% của tất cả các chất màu hữu
cơ trên toàn thế giới, chủ yếu là các màu vàng, cam, đỏ,
tím, nâu.
Tuy nhiên, hiện nay bột màu Azo đã bị hạn chế sử
dụng ở hầu hết các nước trên thế giới vì bị nghi ngờ có
khả năng gây ung thư.
Bột màu azo là lớp bột màu quan trọng nhất và
được sản xuất nhiều nhất. Bột màu hữu cơ sử dụng nhiều
nhất do: Nhờ nguyên liệu phong phú, phương pháp tổng
hợp đơn giản, hiệu suất cao, sử dụng đơn giản và giá
thành tương đối rẻ. Dùng để tạo màu cho vải, sợi, giấy,
da, cao su, chất dẻo….

39. LIONOL RED TT- 4803: [3]

40. FINESS RED F – 2B [3]

41. Disazo Pigments:
Bột màu disazo có hai nhóm azo có trong phân
tử bột màu và chủ yếu là màu vàng, cam hay đỏ. Bột
màu disazo bao gồm hai loại: bột màu diarylide và bột
màu azo ngưng tụ.

42. LIONOL YELLOW1803 – V [3].

43. Bột màu đa vòng bao gồm một loạt các cấu trúc hóa
học, nhưng nói chung bao gồm hệ thống vòng cacbon chủ yếu
là vòng sáu hoặc vòng năm, và một phần hệ thống dị vòng
thơm có chứa nitơ, oxy hoặc lưu huỳnh.
Bởi đến nay các nhóm quan trọng nhất của các sắc tố
polycyclic được đại diện bởi các cấu trúc phthalocyanine
đồng. Hầu như tất cả các màu xanh và màu xanh lá cây của
các bột màu hữu cơ dùng trong thương mại dựa trên thực thể
hóa chất này.
Ngoài ra còn nhóm Dioxazine thường có màu tím.
2. Polycyclic Pigments

44. COSMOS BLUE 2712 [3].

45. COSMOS BLUE AS [3].

46. LIONOL GREEN 2Y-301[3].

47. LIONOGEN VIOLET FG – 6140 [3].

48. IV. NHUỘM MÀU CAO SU
Cao su có thể được nhuộm trong khối hoặc nhuộm
mặt ngoài.
Khi nhuộm trong khối thì pigment được trộn và cán
giữa các lớp cao su đồng thời với việc gia các phụ liệu
khác. Lượng pigment lấy trong khoảng 1- 4 % so với
khối lượng caosu và được trộn vào giai đoạn sau các
chất hóa dẻo, chất độn chất phòng lão và trước lưu
huỳnh để dễ điều chỉnh màu.
Khi nhuộm mặt ngoài, người ta thường dùng hỗn
hợp pigment và chất tạo màng để quét, in hay phun, vẽ
lên mặt sản phẩm cao su.

49. Phẩm màu và pigment dùng để nhuộm cao su
được sản xuất ở dạng bột mịn, bột nhão hoặc dạng
phân tán, chúng phải đạt các yêu cầu kỹ thuật dưới
đây:
• Chịu nhiệt từ 100-2000C (chịu được sự gia nhiệt lưu
hóa cao su ).
• Không tan trong cao su, dung môi, chất hóa dẻo cao su.
• Bền với ánh sáng, nước, không khí nóng, nước nóng,
xút, lưu huỳnh, và chất tăng tốc trong hỗn hợp cao su.
• Không ảnh hưởng tới sự lưu hóa và bảo quản cao su.
IV. NHUỘM MÀU CAO SU

50. • Mịn (quyết định tính dễ khuyếch tán và chất lượng
sản phẩm, năng suất)
• Có khả năng nhuộm màu cao
• Sắc màu tươi.
• Đạt mọi tính chất tổng quát của 1 phẩm màu mà
ngành công nghiệp khác cần.

51. V. TÀI LIỆU THAM KHẢO:
• [1]. Willy Herbst, Klaus Hunger, Industrial Organic
Pigments Third Edition, WILEY-VCH Verlag GmbH &
Co. KGaA, Weinheim, 2004.
• [2]. Đỗ Thị Thúy Vân, Giáo trình hợp chất màu hữu cơ.
Nhà xuất bản Trường Đại học Sư Phạm Đà Nẵng, 2010.
• [3]. Trang wed:
www.toyo-color.com/en/products/generic/organpigment/pigplastics.html
• [4]. Peter A.Lewis, Chap 10:Colorants: Organic and
Inorganic Pigments.. ,Sun Chemical Corp.Colors Group
Cincinnati, OH 45232, USA,1998.

52. Cảm ơn cô và các bạn đã lắng nghe!