Красители представляют собой органические или неорганические
соединения, способные придавать цвет материалам благодаря поглощению и
отражению определённых спектров видимого света. В органической химии
красители играют ключевую роль как в производстве тканей, бумаги,
пластмасс, так и в аналитической химии и биохимии. Основная
классификация красителей основана на их химической структуре, механизме
связывания с субстратом и происхождении.
1. Классификация по
химической структуре
1.1. Азокрасители
- Содержат функциональную группу –N=N– (азогруппа).
- Наиболее многочисленная группа органических красителей.
- Характеризуются широкой палитрой оттенков: от жёлтого до красного и
фиолетового.
- Примеры: азоанилин, метиленовый жёлтый, азорубин.
- Применяются преимущественно для окрашивания текстильных волокон
(хлопок, шерсть) и пищевых продуктов.
1.2. Антрахиноновые красители
- Основой структуры является антрахинон (трициклический ароматический
углеводород с двумя кетонными группами).
- Обладают высокой устойчивостью к свету и действию химических
реагентов.
- Часто используются для окраски синтетических волокон и
пластмасс.
- Примеры: альizarин, хризарин.
1.3. Анилиновые красители
- Получены из анилина (C6H5NH2).
- Включают три основные подгруппы: кристаллические, основно-анилиновые
и солевые красители.
- Отличаются интенсивностью окраски и способностью к адсорбции на
различных материалах.
- Историческое значение — первые синтетические красители XIX
века.
1.4. Фталоцианиновые красители
- Содержат макроциклическое соединение фталоцианин с центральным
атомом металла (например, меди).
- Обладают яркой синей или зелёной окраской и высокой химической
стойкостью.
- Широко применяются в красках, чернилах, пластмассовых изделиях.
1.5. Киноновые и трифенилметановые красители
- Киноновые красители основаны на структурных мотивах с кето- и
гидроксильными группами.
- Трифенилметановые красители содержат центральный углерод, связанный
с тремя ароматическими кольцами.
- Эти красители имеют яркие оттенки, преимущественно красные, синие и
фиолетовые.
- Используются для окрашивания тканей, бумаги и в микроскопии как
индикаторы.
2.
Классификация по способу взаимодействия с субстратом
2.1. Прямые (сорбционные) красители
- Образуются за счёт физического взаимодействия с волокнами, в
основном водородных связей и ван-дер-ваальсовых сил.
- Не требуют предварительной обработки волокон.
- Примеры: прямой голубой, прямой красный.
2.2. Кислотные красители
- Содержат анионные группы (–SO3–, –COO–).
- Хорошо связываются с волокнами, содержащими катионные центры
(шерсть, шелк, нейлон).
- Обладают высокой растворимостью в воде и яркостью оттенков.
2.3. Основные красители
- Имеют катионную природу (NH3+ или соли аминов).
- Связываются с анионными центрами волокон (например, целлюлоза после
обработки хромом или кислотами).
- Используются для окраски шерсти, шелка, синтетических волокон.
2.4. Реактивные красители
- Обладают химически активными группами (галоидметил, сульфонилметил),
способными к ковалентному связыванию с гидроксильными или аминогруппами
волокон.
- Отличаются высокой стойкостью к смыванию и стирке.
- Применяются преимущественно для окраски хлопка и других растительных
волокон.
2.5. Непрямая (мордантная) окраска
- Связывание красителя с волокном осуществляется через промежуточное
соединение — «мордент» (металлы: Al, Cr, Fe).
- Позволяет получать устойчивые оттенки на натуральных волокнах.
- Пример: окраска шерсти и хлопка при помощи катионных и комплексных
красителей.
3. Классификация по
происхождению
3.1. Натуральные красители
- Получаются из растительного, животного или минерального сырья.
- Примеры растительных: индиго, куркумин, кармин; животных: кохинель,
шпанская мушка.
- Обладают ограниченной стойкостью к свету и химическим
воздействиям.
3.2. Синтетические красители
- Получаются химическим путём из нефти, угля, синтетических
ароматических соединений.
- Отличаются широкой палитрой оттенков, высокой устойчивостью к
воздействию света, температуры и химических реагентов.
- Синтетические красители делятся на многочисленные подгруппы: азо-,
антрахиноновые, трифенилметановые, фталоцианиновые и др.
3.3. Полусинтетические красители
- Получены из натурального сырья с последующей химической
модификацией.
- Обладают улучшенной стойкостью по сравнению с исходными натуральными
красителями.
4. Классификация по области
применения
4.1. Текстильные красители
- Используются для окраски хлопка, шерсти, шелка, синтетических
волокон.
- Основные группы: прямые, кислотные, основные, реактивные,
дисперсные.
4.2. Краски и лакокрасочные материалы
- Включают органические и неорганические красители, пигменты.
- Требуют высокой светостойкости и химической устойчивости.
4.3. Пищевые красители
- Допускаются к использованию в пищевой промышленности при строгих
стандартах безопасности.
- Разделяются на натуральные и синтетические пищевые красители.
4.4. Биологические и аналитические красители
- Применяются для окраски тканей, клеток, микроорганизмов в
микроскопии и лабораторных исследованиях.
- Примеры: метиленовый синий, эозин, гематоксилин.
Классификация красителей является комплексной и многомерной, учитывая
химическую структуру, способ фиксации на субстрате, происхождение и
область применения. Каждая группа характеризуется своими
физико-химическими свойствами, стойкостью и спектральными особенностями,
что определяет их практическую ценность в химической, текстильной,
пищевой и биологической промышленности.