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Farben für die Ewigkeit Anorganische Pigmente Melanie Barthel, Josef Breu.

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Präsentation zum Thema: "Farben für die Ewigkeit Anorganische Pigmente Melanie Barthel, Josef Breu."—  Präsentation transkript:

1 Farben für die Ewigkeit Anorganische Pigmente Melanie Barthel, Josef Breu

2 Südliches Afrika, Buschleute,

3 Altamira, Spanien,

4 Grab des Tut-ench-Amun, Ägypten, -3130

5 Kloster Moldoviţa, Rumänien, 1532

6 Kloster Voroneţ, Rumänien, 1547

7 Aboriginal, Australien, heute

8 OvaHimba, Namibia, heute

9 1.Definition und Geschichte der Pigmente 2.Wirtschaftliche Bedeutung 3.Eigenschaften 4.Grundlagen der Farbigkeit 5.Beispiele Übersicht

10 Pigmente sind unlöslich in Löse- und Bindemitteln. 1. Definition Oxide Oxidhydrate Sulfide Sulfate Carbonate Silicate Cyanide… Verbindungsklassen:

11 Weißpigmente (z.B. TiO 2 ) Schwarzpigmente (z.B. Ruße) Buntpigmente (z.B. Fe-Oxide) Spezialpigmente Phosphore (Neonröhren, LED) Perlglanz (TiO 2 auf Glimmer) Interferenz (Geldscheine) Einteilung

12 Weltjahresproduktion (2000): Tonnen (96% anorganisch) Umsatz (2002): $ 50 % der Fe-Pigmente kommen aus Deutschland! z.B.: Schwan-STABILO Cosmetics, Heroldsberg 2. Wirtschaftliche Bedeutung

13 Druckfarben Lacke Anstrich- u. Färbemittel Färben von Papier, Keramik, Glas Kosmetika Verwendung

14 v. Chr.: Ocker, Manganbraun v. Chr.: Zinnober, Lapis Lazuli, Malachit 18. Jhd.: Beginn der Pigment-Industrie (Berliner Blau) 19. Jhd.: Ultramarin, Co-, Fe- & Cd-Pigmente Aus der Geschichte

15 Deckfähigkeit –Teilchengröße Streuung –Teilchengestalt Farbechtheit Färbe- / Aufhellmögen 3. Eigenschaften

16 Benetzbarkeit Beständigkeit Dispergierbarkeit Verarbeitung

17 Streuung und Absorption Abhängigkeit von der Teilchengröße

18 Canaletto, 1743 mit Glauconit gemalt Seladonit K(MgFe 3+ ) 2 Si 4 O 10 (OH) 2 Glauconit K 0.85 (Fe 3+ Al) 1.34 (MgFe 2+ ) 0.66 (Si 3.76 Al 0.24 )O 10 (OH) 2 Canaletto, 1747 mit Seladonit gemalt Farbechtheit

19 Selektive Lichtab- sorption u. -streuung Nicht – selektive Licht- absorption Nicht – selektive Licht- streuung 4. Grundlagen der Farbigkeit

20 Sichtbarer Spektralbereich: 400 – 700 nm Grundlagen der Farbigkeit

21 Farbe entsteht durch: Lichtabsorption Lichtemission (Neonröhren, LED)Lichtemission (Neonröhren, LED Das Pigment zeigt die Komplimentärfarbe Grundlagen der Farbigkeit

22 Erzeugung von Farbe durch ungepaartes Elektron (Elektron im Kasten) CaF 2 CaF 2 (Fluorit) 5. Beispiele: Farbigkeit durch Farbzentren

23 Rubin: Al 2 O 3 verunreinigt mit Cr 3+ Farbigkeit durch d-d-Übergänge

24 ZnO Rinmans Grün: ZnO verunreinigt mit Co 2+ d-d-Übergänge: wir stellen her…

25 Ultramarin / Lapislazuli: schwefelhaltiges Alumosilikat Na 4 [Al 3 Si 3 O 12 ]S x (Sodalith) Farbigkeit durch radikalische Sulfidanionen: S 3 - (blau) Farbigkeit durch Radikalanionen

26 Totenmaske des Tut-Ench-Amun (bei dem blauen Mineral handelt es sich um "Lapis Lazuli")

27 Grüne Ultramarine: S 2 - radikalische Disulfidanionen Rote Ultramarine: S 4 - radikalische Tetrasulfidanionen Farbigkeit durch Radikalanionen Totenmaske des Tut-Ench-Amun (bei dem blauen Mineral handelt es sich um "Lapis Lazuli")

28 Berliner Blau Fe 4 III [Fe II (CN) 6 ] 3 14 H 2 O Farbigkeit durch Charge-Transfer C N Fe 2+ Fe 3+ Fe 2+ fehlt H2OH2O

29 Berliner Blau Fe 4 III [Fe II (CN) 6 ] 3 14 H 2 O Fe 2+ oktaedrisch von CN - koordiniert, Fe 3+ über N-Seite Elektronenaustausch zwischen Fe 2+ und Fe 3+ : Farbigkeit durch Charge-Transfer

30 Mit anwachsender Teilchengröße von ca. 2 auf 5 nm geht die Farbe allmählich von Grün in Rot über bandgap wird kleiner CdTe Einstellen einer Farbe

31 Verbesserung bekannter Pigmente Ersatz toxikologisch bedenklicher Pigmente z.B. durch Oxonitride Ausblick LaTaON 2 Ersatz für Cadmiumrot

32 Ausblick Ersatz umweltschädlicher Herstellungsverfahren Funktionspigmente Farbpigmente mit neuen Effekten

33 Rinmans GrünZn x Co 1-x O Eisenoxidgelbα-FeOOHGoethit Eisenoxidrotγ-Fe 2 O 3 Maghemit Berliner BlauFe 4 III[FeII(CN) 6 ] 3 14 H 2 O BarytweißBaSO 4 Schwerspat

34 Nassau, K.; Spektrum der Wissenschaft; 12, 65-81, Pfaff, G.; Chemie in unserer Zeit; 31, 6-16, Buxbaum, G. und Pfaff, G.; Industrial Inorganic Pigments, 3. Auflage, Wiley-VCH, Literatur


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