I pigmenti sono sostanze amorfe e cristalline, generalmente si presentano
sotto forma di finissime polveri colorate che disperse in
mezzi acquosi o oleosi, sono capaci di colorare per
sovrapposizione, cioè di ricoprire gli oggetti di uno
strato colorante permanente. Ciò che distingue un pigmento da un colorante è l’incapacità di sciogliersi tanto nei comuni solventi come l’acqua
tanto nel substrato da colorare, perciò si dice che i pigmenti si disperdono.
Normalmente vengono classificati secondo due grandi categorie : i
pigmenti organici e i pigmenti inorganici o minerali.
I pigmenti organici si suddividono a loro volta in due gruppi di origine vegetale e animale.
I pigmenti inorganici vengono anch’essi ripartiti secondo la loro origine in naturali e artificiali.
Le caratteristiche principali che si richiedono a un pigmento sono l’insolubilità nel solvente o nel veicolo in cui è disperso, una stabilità fisica, ad esempio resistenza alla luce o al calore, inerzia chimica nei confronti delle sostanze con cui verranno mescolati come leganti, additivi o altri pigmenti.
I pigmenti sono commercializzati in polvere, pasta o dispersi in un mezzo appropriato, ma si tratta sempre di particelle estremamente fini, dell’ordine dei micron o anche meno. La distinzione si opera in base alla loro natura ed origine e possono essere divisi principalmente in inorganici, organici, naturali o sintetici. La classificazione chimica più adottata è quella della AATTC nel Colour Index, insieme ai coloranti, in base alla struttura chimica.
L’indice di rifrazione indica il rapporto tra la velocità della luce nell’aria e la velocità della luce nel pigmento. Maggiore è l’indice di rifrazione più elevato è il potere coprente.
I pigmenti si distinguono per la loro insolubilità dai coloranti, i quali sono invece solubili e vengono applicati sotto forma disciolta, ossia sotto forma di bagni di tintura dai quali essi si fissano sulle fibre tessili, sul cuoio, ecc. Oltre ad alcuni requisiti comuni a quelli dei coloranti, come una buona stabilità chimica alla luce e agli agenti atmosferici e una buona resa ottica (ossia la capacità di impartire già in piccola quantità un colore intenso), i pigmenti devono presentare un grado di dispersione altissimo e una buona capacità di disperdersi omogeneamente nei materiali nei quali si usano. Questi requisiti si ottengono attraverso opportune modalità di preparazione dei pigmenti: così, l’ossido di ferro Fe₂O₃ sotto forma di cenere di pirite è un pigmenti rosso di qualità scadente, mentre un pigmento assai migliore si ottiene preparando lo stesso ossido a partire dal solfato di ferro FeSO4, precipitando dalle sue soluzioni con un alcale l’idrossido Fe(OH₂) e calcinando quest’ultimo all’aria a una temperatura opportunamente controllata. Dal punto di vista della loro composizione chimica i pigmenti si dividono in inorganici e organici. I primi sono in genere meno costosi e chimicamente più stabili, ma presentano colori spesso meno brillanti e in una gamma più limitata. Possono essere costituiti da polveri di metalli, come per esempio quella di alluminio o di bronzo e ottone di adatta composizione, oppure da ossidi o sali metallici insolubili. I pigmenti organici sintetici sono per lo più costituiti da lacche, ossia da sali insolubili di coloranti acidi con adatti metalli pesanti, tra i quali rientrano anche gli importanti pigmenti del gruppo delle ftalocianine. Oltre alla natura del colorante acido ha importanza decisiva quella del metallo dal quale il pigmento organico deriva, motivo per cui da un medesimo colorante acido si possono, cambiando il metallo che lo salifica, ottenere pigmenti di colore molto diverso. In base al colore i pigmenti inorganici si distinguono in pigmenti bianchi, rossi, gialli, bruni, arancio, verdi, blu e neri. I pigmenti bianchi sono il biossido di titanio, il carbonato basico di piombo (biacca), il solfato basico di piombo, il silicato basico di piombo, l’ossido di zinco, il solfato di zinco, il litopone, il triossido di antimonio e sono tra i più usati sia perché il bianco è il più impiegato tra i colori, sia perché è usato per formare altri colori. In aggiunta ai veri e propri pigmenti bianchi sono in commercio succedanei di minor pregio, usati come caricanti: carbonato di calcio, gesso, silicato di magnesio, carbonato di magnesio, mica, solfato di bario. I pigmenti rossi sono gli ossidi di ferro naturali e artificiali (rossi di ferro); i vari pigmenti sono generalmente distinti in base all’origine del minerale: così, per esempio, ossido di Spagna, del Golfo Persico, d’America, terra di Siena bruciata, ecc., minio, solfoseleniuro di cadmio, ossido di rame; i pigmenti gialli sono le ocre gialle, l’ossido ferrico idrato, i cromati di piombo, il cromato di zinco (o giallo di zinco) il litopone di cadmio (miscela di solfuro di cadmio e solfato di bario), il titanato di nichel; i pigmenti bruni sono le terre d’ombra (miscela naturale di ossido ferrico idrato, biossido di manganese, allumina, silice e carbonio), le terre grigie (miscela di ossido ferroso e carbonato di calcio), l’idrato di manganese; i pigmenti arancio sono il cromato basico di cromo, il litopone di molibdeno (miscela di molibdato di piombo e cromato di piombo); i pigmenti verdi sono l’ossido di cromo, l’ossido di cromo idrato (verde di Guignet), le miscele di pigmenti gialli e di pigmenti blu, come per esempio quelle ottenute da gialli di cromo e blu di Prussia e note come verdi di cromo; i pigmenti blu sono il ferrocianuro ferrico di potassio (blu di Prussia), il blu ultramarino o azzurro oltremare (combinazione chimica di allumina, silice, ossido di sodio legati con zolfo), il solfato basico di piombo, l’alluminato di cobalto, il solfuro di rame, il silicato di rame e calcio; i pigmenti neri sono il carbonio elementare preparato a partire da materiali diversi, neri di carbone, neri vegetali e neri animali; magnetite. I pigmenti organici di più recente produzione sono essenzialmente di origine sintetica e quindi si presentano in una gamma di colori assai vasta.
Biochimica
Il nome di pigmenti si usa talvolta anche per indicare le sostanze colorate contenute negli organismi animali e vegetali; questa denominazione è però quasi sempre impropria perché, con l’eccezione delle melanine e di pochissime altre, tali sostanze sono generalmente solubili, se non in acqua, in alcuni solventi organici. Tra i pigmenti organici naturali figura un grandissimo numero di composti contenuti nelle cellule degli organismi animali e vegetali, cui essi impartiscono la tipica colorazione dei tessuti. In genere i pigmenti naturali organici vengono classificati in base alla struttura chimica, e in tal senso si suddividono in pigmenti piranici, pirrolici, pteridinici, chinonici, polienici, più un folto gruppo di rappresentanti con struttura chimica eterogenea. La maggior parte dei pigmenti derivati dal pirano è contenuta nelle piante, e precisamente nei fiori e nei frutti. In questa categoria figurano le antocianine, i flavoni, gli xantoni, l’ematossilina, il pigmenti cumarinico dafnina. I derivati dal pirrolo comprendono l’importante categoria dei pigmenti respiratori, che permettono la fissazione dell’ossigeno atmosferico da parte degli organismi viventi e il suo trasporto nei tessuti. Nei Vertebrati il principale pigmento respiratorio è l’emoglobina, nella cui struttura è presente un raggruppamento tetrapirrolico detto eme. Struttura e funzioni analoghe a quelle dell’emoglobina possiedono numerosi pigmenti respiratori degli Invertebrati e dei microrganismi: le eritrocruorine, pigmenti rossi contenuti in diversi batteri e protozoi; le clorocruorine, di colore verde o rosso, presenti in alcuni anellidi marini; le emeritrine, contenute negli anellidi e nelle lingule; le emocianine, che si trovano nei molluschi e negli artropodi. Sia le emeritrine sia le emocianine dapprima sono incolori, ma acquistano colorazione rispettivamente rossa e azzurra quando si combinano con l’ossigeno. Altri pigmenti pirrolici sono la clorofilla, la batterioclorofilla, i pigmenti biliari, la prodigiosina. Dal nucleo della pteridina derivano le pterine, comprendenti la maggior parte dei pigmenti degli insetti. Tra i pigmenti con struttura chinonica si distinguono i derivati del p-benzochinone, del naftochinone e dell’antrachinone. In natura sono presenti nelle piante (per esempio antraglucosidi), nei funghi e nei microrganismi. I pigmenti polienici sono sostanze liposolubili nella cui struttura è presente una serie di doppi legami coniugati che impartisce la cromofilia al composto. Esempi di pigmenti polienici sono i carotenoidi, tra cui la vitamina A, gli antibiotici nistatina, pimaricina e anfotericina B. Pigmenti organici naturali non classificabili in alcuna delle suddette categorie sono l’indaco, la riboflavina, la melanina, la curcumina, gli azuleni. A eccezione della clorofilla e dei pigmenti respiratori degli organismi animali, la maggior parte dei pigmenti organici naturali ha un significato biologico oscuro. Per alcuni composti sembra valida l’ipotesi di una funzione protettiva o di difesa, correlata con le capacità mimetiche dell’organismo nell’ambiente esterno, mentre la capacità attrattiva degli insetti che molti pigmenti vegetali possiedono svolgerebbe un ruolo importante nei processi di impollinazione entomofila. Negli organismi animali superiori, compreso l’uomo, le cellule senescenti o patologiche di alcuni tessuti (in particolare il fegato, il tessuto nervoso, la milza, la corteccia surrenale) presentano talora pigmenti anomali, detti pigmenti patologici o da usura, che si formano in seguito alla deposizione di sostanze di origine endogena o esogena. Esempi di pigmenti patologici sono le lipofuscine, l’emosiderina, le porfirine, l’ematoidina.
News inserita il 01/01/2008
