INFORME COLORANTES

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INTRODUCCIN Los colorantes son uno de los grupos de productos qumicos industriales de mayor uso, producidos y utilizados en grandes cantidades bajo una gran variedad de denominaciones comerciales y qumicas en casi todas las industrias. Un colorante es un compuesto que al aplicarse a un sustrato (casi siempre a una fibra textil, pero tambin a cuero, papel, algn material plstico o alimento) se le confiere un color mas o menos permanente. Un colorante se aplica en solucin o dispersin y el sustrato debe tener cierta afinidad para absorberlo. Los colorantes en general son solubles en el medio en el que se aplican o en el producto final. Un pigmento, por el contrario, esta compuesto por partculas diminutas de un compuesto colorido disperso en un medio en el que es insoluble. Los pigmentos no se adhieren a los sustratos en la misma forma que los colorantes. En lugar de esto se, se dispersan en un vehculo adherente (casi siempre un polmero) que se adhiere al sustrato. Los pigmentos son importantes en las aplicaciones en que la insolubilidad e esencial, como son las tintas de impresin, donde un colorante se esparca o sangrara sobre el rea en que se aplica. Los pigmentos tienen tambin mayor opacidad, poder cubriente y resistencia al calor, por lo tanto es de valor en pinturas y en coloracin de plsticos. Las principales propiedades de que los colorantes de colorantes buscan son color, resistencia a la luz y adherencia al sustrato para que el color no se desvanezca, se desgaste o se extraiga por lavado. Tambin es importante el nivelado del colorante (la uniformidad de color en una gran rea); se busca facilidad de aplicacin, lo mismo que compatibilidad con otros colorantes. El colorante no debe daar la fibra. El costo es relativamente poco importante por que los colorantes se usan en pequeas cantidades.Un colorante es un compuesto que al aplicarse a un sustrato le confiere un color mas o menos permanente.

OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL: Describir a los colorantes OBJETIVOS ESPECIFICOS: Estudiar los conceptos de los colorantes para lana, fibras celulsicas, fibras sinteticas y sus diversas aplicaciones. Describir la fabricacin de colorantes como: Azo, antraquinona y estilbeno y otros.

COLORANTES I. HISTORIA DE LOS COLORANTES El color destaca su presencia cotidiana en todo lo que rodea al hombre. Se prodiga tanto en los objetos de creacin humana como en la naturaleza. Desde las etapas ms tempranas de la cultura humana el hombre hizo uso consciente y variado del color, lo aplic sobre las superficies rocosas de las cavernas e incluso, sobre su propia piel. Los servicios que el color ha brindado recorren una amplia gama de funciones, desde cubrir la superficie de un objeto, hasta representar simblicamente una idea o un concepto. Hoy maravillan todava los prodigios que en este arte decorativo realizaron los asirios y babilonios, y sobre todo los egipcios. Sorprende los numerosos productos colorantes que conocan y su habilsima manera de prepararlos para darles viveza, realce y hacerlos inalterables. Los egipcios conocan una tcnica llamada de mordiente, a travs de la cual conseguan teir un tejido con matices diferentes empleando una misma materia colorante. Muchos de estos secretos de la antigedad se han perdido, y hoy da no se saben preparar muchos de los tintes que para la decoracin de las piedras, mosaicos y tejidos usaron los antiguos. En el ao 1856 se inici la era de los colorantes sintticos, El primer colorante sinttico que se prepar fue la Mauvine que fue preparado por Willian Henry Perkin quin logr obtener el colorante prpura por oxidacin de la anilina con cido crmico.. Esto marc el inicio de la industria de los colorantes sintticos.

Posteriormente al descubrimiento de la Mauvine se prepararon los colorantes Magenta, Anilina Azul, Violeta Metil, Violeta Hoffmann, Anilina Negra y Verde Aldehdo. En 1859 se sintetiz la Fucsina, preparado por Verguin en Francia, y utilizada como colorante textil.

En 1868, Groebe y Lieberman anunciaron la primera sntesis de un colorante azul natural: Alizarina; y en 1869 Caro, Groebe, Lieberman y Perkin patentaron el proceso para su manufactura. El descubrimiento de Peter Griess en 1858 y 1865 de la reaccin de diazotacin de aminas aromticas y la reaccin de copulacin de compuestos de diazonio fueron la base para la siguiente fase en la elaboracin de colorantes y obtuvieron la base terica que haca falta. II. EL COLOR

El mundo es de colores, donde hay luz, hay color. La percepcin de la forma, profundidad o claroscuro est estrechamente ligada a la percepcin de los colores. El color es un atributo que percibimos de los objetos cuando hay luz. La luz es constituida por ondas electromagnticas que se propagan a unos 300.000 kilmetros por segundo. Esto significa que nuestros ojos reaccionan a la incidencia de la energa y no a la materia en s. Las ondas forman, segn su longitud de onda, distintos tipos de luz, como infrarroja, visible, ultravioleta o blanca. Las ondas visibles son aquellas cuya longitud de onda est comprendida entre los 380 y 770 nanmetros. Los objetos devuelven la luz que no absorben hacia su entorno. Nuestro campo visual interpreta estas radiaciones electromagnticas que el entorno emite o refleja, como la palabra "COLOR". NDICE DE COLOR El ndice de color es la medida de color de una estrella y, por tanto, de su temperatura superficial. Las magnitudes visual y fotogrfica de una estrella no suelen coincidir y a su diferencia se denomina ndice de color. La escala se ajusta de forma que una estrella blanca, como Sirius, tenga un ndice de color cero, una estrella azul lo tenga negativo y una estrella amarilla o roja, positivo. En el sistema normal UBV (ultravioleta, azul, visual) el ndice de color se consigue restando la magnitud visual de la estrella de su magnitud en luz ultravioleta o azul.

PERCEPCIN DEL COLOR En la retina del ojo existen millones de clulas especializadas en detectar las longitudes de onda procedentes de nuestro entorno. Estas clulas fotoreceptoras, conos y los bastoncillos, recogen parte del espectro de luz solar y lo transforman en impulsos elctricos, que son enviados al cerebro a travs de los nervios pticos, siendo estos los encargados de crear la sensacin del color. Existen grupos de conos especializados en

detectar y procesar un color determinado, siendo diferente el total de ellos dedicados a un color y a otro. Por ejemplo, existen ms clulas especializadas en trabajar con las longitudes de onda correspondientes al rojo que a ningn otro color, por lo que cuando el entorno en que nos encontramos nos enva demasiado rojo se produce una saturacin de informacin en el cerebro de este color, originando una sensacin de irritacin en las personas. El mecanismo de mezcla y produccin de colores producidos por la reflexin de la luz sobre un cuerpo no es el mismo al de la obtencin de colores por mezcla directa de rayos de luz. III. COLORANTE

Es cualquiera de los productos qumicos pertenecientes a un extenso grupo de sustancias, empleados para colorear tejidos, tintas, productos alimenticios y otras sustancias. En la moderna terminologa industrial se ampla el concepto de colorantes a los productos que contienen colorantes orgnicos puros junto con agentes reductores o de relleno que los hacen ms manejables. El color de los compuestos orgnicos depende de su estructura. Generalmente, los compuestos empleados como tintes son productos qumicos orgnicos insaturados. La caracterstica del color es especialmente notable en productos qumicos que contienen ciertos grupos insaturados bien definidos. Estos productos qumicos, conocidos como cromforos (portadores de color), tienen diferentes capacidades para dar color. Los radicales qumicos llamados auxocromos, tienen la propiedad de fijar eficazmente el colorante deseado. Se trata de cidos y bases que originan colorantes cidos y bsicos. En algunos compuestos, la presencia de un grupo auxocromo puede colorear compuestos incoloros.

CROMOFOROS Grupo etileno Grupo carbonilo C-C R-C=O

AUXOCROMOS Grupo sulfonico Grupo Carboxlico - H2SO4 R COOH

Grupo nitroso Grupo nitro Grupo azo Grupo azoxi Grupo quinoideo

-N=N- NO2

Grupo Hidroxilo Grupo Amino Cloro Bromo

R OH - NH2 Cl2 Br2

IV.

CLASIFICACION DE COLORANTES COLORANTES:

CLASIFICACIN DE LOS COLORANTES COLORANTES NATURALES Orgnicos de origen animal Orgnicos de origen vegetal cochinilla prpura ndigo palo campeche cinabrio plomo cobalto

Inorg. de origen mineral

COLORANTES ARTIFICIALES cidos Bsicos Directos Reactivos a la tina de pigmentacin Dispersos sulfurosos de complejo metlico colorantes sobre mordiente

1. COLORANTES NATURALES: 1.1. Colorantes naturales de origen animal Por lo que se refiere a los colorantes animales, algunos que tuvieron tantsima importancia, como la cochinilla, han desaparecido de la tintura textil, dado que su naturaleza orgnica presenta muchos problemas de solidez; esa naturaleza orgnica, precisamente, es la que ha reclamado de nuevo para ellos la importancia de su aplicacin en otras industrias (por ejemplo la alimentara), donde los colorantes artificiales resultan

ms dainos que los naturales, que no producen perjuicio alguno. El colorante de la cochinilla, que procede del insecto del mismo nombre, se conoci en el mundo occidental despus de la llegada de los espaoles al territorio del actual Mxico, ya que los aztecas la utilizaban abundantemente; fue a travs de Espaa que el uso de ste colorante pas al resto del mundo. El colorante de la prpura procede de una secrecin del molusco marino que lleva este nombre; aunque hay otros que segregan una sustancia similar a la prpura. Son abundantes los vestigios de su utilizacin en tiempos anteriores a la era cristiana. La utilizacin de este colorante no es sencilla, llegando a desconocerse durante largo tiempo despus de la cada del Imperio Romano. A finales del siglo XVII se volvi a utilizar. Ciertamente el color prpura tiene mucho de especial, y no slo por sus connotaciones casi mticas. Es por ello que con el nacimiento de la qumica de laboratorio, a principios del siglo XX se aisl la sustancia colorante de la prpura, encontrando que su composicin qumica es C16H8O2N2Br2, que se corresponde con el dibromondigo. Hoy da, la prpura es un colorante artificial sinttico que se obtiene a partir del nitrobromobenzaldehdo por tratamiento con sosa, acetona y alcohol etlico. 1.2. Colorantes naturales de origen vegetal El ndigo es el colorante natural ms utilizado en todos los tiempos, incluso actualmente, debido a su solidez; resiste bien a la luz, al lavado, a los lcalis y cidos. Se utiliza en tintura textil como colorante a la tina. El ndigo es el colorante de los jeans y prendas vaqueras azules. Esta sustancia se extrae de plantas del gnero indigofera (que se dan en el Asia Sur oriental, cultivadas y empleado como tal sobre todo en la India, para el algodn), que lo contienen en forma de glucsido; ste se hidroliza por cidos o por fermentos en glucosa e indoxilo, se oxida de forma natural por el oxgeno del aire y se transforma en el colorante ndigo o ail. Su composicin qumica es C16H10O2N2 Una vez se consigui aislar esta sustancia, su produccin qumica ha hecho que el ndigo como colorante artificial sea ms barato y abundante que el natural. El palo campeche es un rbol leguminoso, de la familia de las papilionceas, de madera muy dura y negra, algo aromtico, cuya especie ms importante se da en Mxico y otras regiones de Amrica Central. De esta especie se extrae la sustancia colorante hematoxilina o hematena, de color tpicamente encarnado, que se llama comnmente campeche o palo campeche. 1.3. Colorantes minerales De los colorantes naturales, los minerales siguen utilizndose, pero no de la forma natural como se hizo en la antigedad sino aprovechando sus propiedades qumicas que la ciencia ha ido descubriendo, e incorporndolos as a la industria como colorante artificiales. Tal es el caso del blanco de plomo, el azul cobalto, el ocre del cinabrio, etc. 2. COLORANTES ARTIFICIALES Son los ms importantes en la tintura textil. Muchos de ellos proceden de aislar en laboratorio las sustancias correspondientes a los mismos colorantes en estado natural, parte de los cuales hemos visto, y proceder posteriormente a sintetizar qumicamente colorantes idnticos a sus correspondientes naturales. El hecho de proceder mediante

qumica a la obtencin de colorantes da ocasin a que en tales procedimientos se busquen y consigan productos colorantes con cualidades apropiadas a los fines textiles que se les va a dar. GENERALIDADES Caractersticas que definen y clasifican a la mayora de los colorantes artificiales.

Colorantes cidos Empleados para tintura de lanas, seda, poliamidas. Tienen diferentes grados de solideces. Colorantes bsicos Empleados para tintura directa de lana, seda y, sobre todo, las acrlicas, en las que se obtienen colores vivos y brillantes y con muy buenas solideces. Colorantes directos (sustantivos) Empleados para la tintura de celulsicas, con muy buenas solideces. Colorantes a la tina Necesitan del oxgeno ambiental para ser efectivos. Su constitucin qumica es anloga a la del ndigo. Colorantes pigmentacin Necesitan de aglutinantes para su fijacin. Colorantes dispersos Fino grado de dispersin. Empleados para la tintura de rayn, acetatos y polisteres. Se usan con auxiliares "carriers". Colorantes sulfurosos Empleados para fibras celulsicas. Muy econmicos pero de resultados pobres de matices. Colorantes de complejo metlico Se emplean en la lana. De buena solidez. Colorantes sobre mordiente Poco empleados. Colorantes reactivos Empleados en la tintura de fibras celulsicas, mediante reaccin qumica; producen matices de coloreado muy vivos y brillantes.

COLORANTES PARA LANA

1) Los colorantes acidosSon los utilizados para tintar la lana y fibras proteicas en medio cido. Su grupo cromforo es aninico. De ellos, los azicos son los tintes amarillos, anaranjados, rojos, escarlatas, marinos slidos, algunos verde oscuros, y marrones (mezclas de varios azicos).

De los colorantes cidos, los antranoquinnicos son los azules de buena solidez a la luz y a tratamientos en hmedo. Corren peligro de volver a oxidarse con la humedad ambiental una vez teidos. Los trifenilmetnicos son los violetas, azules y verdes de tonos muy brillantes y moderadamente slidos a la luz, mejor a los tratamientos hmedos. Estos colorantes tienen su ndice de solubilidad (en agua) y su ndice de afinidad en relacin inversa. Por otra parte, a mayor solubilidad, mayor igualacin pero menor solidez ante agentes hmedos.

2) Los colorantes bsicosTien las fibras animales de forma directa; pero de entre las naturales vegetales, solo el yute tiene afinidad por estos colorantes. Tien las fibras artificiales celulsicas indirectamente, mordentadas con tanino; de entre ellas, slo el rayn nitro-seda tiene afinidad por los colorantes bsicos. El uso ms comn de los colorantes bsicos se da en la tintura de las fibras acrlicas y de algunos polisteres (los modificados). En la tintura de estas fibras para controlar el proceso de tintura con colorantes bsicos se utilizan agentes catinicos-aninicos adicionales. Estos agentes son sales de bases orgnicas que fuerzan al grupo cromforo a unirse al catin, resultando el anin incoloro. Esta reaccin qumica da como resultado tres grupos de colorantes bsico nuevo: Colorantes con di/trifenilmetano. carga positiva deslocalizada; derivados del

Colorantes con carga catinica localizada; de tipo antraquinnico o azoico, que poseen elevada solidez a la luz y buena estabilidad al ph. Colorantes con estructura heterocclica, conteniendo nitrgeno cuaternario; estos son solubles en alcohol etlico; menos solubles en agua.

1) Colorantes premetalizados:Se trata de soluciones tintreas creadas mediante un proceso qumico previo a la fase de tintura; en este caso el procedimiento es el siguiente: una o varias molculas de colorante, generalmente cido, se asocian con un tomo metlico formando un complejo molecular con afinidad por las fibras proteicas y poliamdicas. La formacin de este complejo qumico se consigue calentando una solucin acuosa del cromforo con una sal de cromo trivalente, siempre en un medio de ph por debajo de 4. Si bien se obtiene con ellos una extensa gama de colores, estos adolecen de falta de brillo en azules, verdes y violetas. Suelen aplicarse a tejidos inencogibles.

COLORANTES PARA FIBRAS CELULOSICAS

1) Colorantes artificiales directosLos colorantes artificiales directos se llaman as porque tien la fibra sin necesidad de un segundo producto que acte como mordiente de sta. Existen dos familias de colorantes directos: a) Colorantes azicos Los colorantes azicos son derivados de las aminas del difenilo

en donde N puede ser -HN-NHarildiaminas, enlace simple de bencidnicos -CH=CH- etilbnicos -NH-O-S-CONH-NH-CO-NH-

R puede ser -H SO3Na -Cl -NO2 -OH -CH3 -OCH3 -OCH2CONa

b) Colorantes tiazlicos Los colorantes tiazlicos se llaman as porque en su molcula contienen el anillo tiazlico. Estos colorantes son solamente amarillos, anaranjados y pardos.

Caractersticas de los colorantes artificiales directos Generalmente son solubles en agua, aunque algunos precisan para ello la presencia de carbonato sdico. Su solubilidad aumenta con el nmero de grupos sulfnicos y disminuye al aumentar su peso molecular. En fro forman soluciones coloidales. Los colorantes directos resisten bien a los cidos, aunque tienden a enrojecer. En presencia de agentes reductores rompen su molcula hacia derivados aminados.

Resultado de colorantes directos con agentes reductores

Clasificacin de los colorantes directos Segn la Society of Dyers and Coulorists

Colorantes autorregulables Colorantes controlables mediante la sal

Colorantes regulables por temperatura

Los colorantes autorregulables poseen buenas propiedades de igualacin y dispersin. Pueden aplicarse por agotamiento, sin precaucin especial, dentro de los lmites normales de la tintura. Los colorantes controlables mediante la sal dan un ndice de agotamiento de 50% en bao de solucin 1/30, con contenido de sal inferior al 1%. Los colorantes regulables por temperatura son de gran sensibilidad, llegando a una absorcin de un 50% de colorante, en soluciones de menos del 1% de sal. De esa forma la tintura es demasiado brusca y necesita, por tanto, ser controlada mediante su temperatura. Segn su tratamiento posterior

Con sales de cobre Con formaldehdo Dazotacin Acabado con resinas Directos Directos slidos a la luz Directos con tratamiento de sales metlicas Directos diazotables y copulables

Segn se comercialice en

1) Colorantes de tinaSon colorantes que tienen entre s diferente constitucin qumica pero todos son insolubles en agua. Por su reduccin en un medio alcalino se transforman en leucoderivados hidrosolubles. El proceso de reduccin se fundamenta en la accin reductora del hidrgeno sobre el grupo carbonilo, trasfirindolo al grupo alcohlico.

Una vez realizada la tintura, es fcilmente oxidable por el oxgeno del aire. Estos colorantes dan tinturas ms brillantes que los antraquinnicos, pero menos slidos ante la luz y el lavado. Clasificacin de los colorantes directos a la tina

Derivados del ndigo: bromondigo, tiondigo Derivados de la antraquinonaDerivados y subderivados de la antraquinona Los derivados de la antraquinona tienen mayor importancia comercial. Se pueden dividir en tres subfamilias

Derivados de la antraquinona Derivados de la indantrona Derivados de la dibenzatrona y del perilenoCaractersticas tintreas de los derivados y subderivados de la antraquinona

Presentan buenas solideces en tonalidades intensas; no tan buenas en tonos plidos En tintura en floca son slidos al lavado y menos en tintura en pieza Son apreciados por su solidez al descrudado a presin y al blanqueo Generalmente se usan para tonos intensos.

Mtodos de tintura que se emplean en los derivados y subderivados de la antraquinona Dependiendo de la facilidad de reduccin y la sustantividad del leucoderivado:

En solucin caliente 60 C En solucin tibia 45 C En solucin fra 25 C(IK)

(IN)

(IW)

En todos los mtodos la tintura se realiza siguiendo los mismos pasos: 1: Reduccin del colorante 2: Preparacin de la tina de tintura 3: Tintura 4: Oxidacin del leucoderivado 5: Tratamientos posteriores

1) Colorantes dispersosEstos colorantes son compuestos orgnicos no inicos. Se aplican con un dispersante, porque son insolubles en agua, y se caracterizan fundamentalmente porque tienen un alto grado de dispersin. Se emplean para la tintura de rayn, acetatos y polisteres; tambin se usan con auxiliares carriers.

2) Colorantes sulfurososSe llaman sulfurosos porque en su molcula est presente el azufre, pero no como lo est en los colorantes directos, tiazlicos, etc., sino que aqu este azufre puede ser oxidado con facilidad. Por su aspecto, los colorantes sulfurosos son parecidos a los colorantes de tina y a los sustantivos; tien las fibras directamente en estado reducido y se combinan con los colorantes bsicos para dar una laca insoluble; la cantidad de colorante absorbido

depende de su porcentaje en la solucin, de la concentracin de sal en el bao y de la temperatura. Lo mismo que los colorantes de tina, tambin son insolubles en agua pero solubles en medio alcalino y en presencia de sulfuro sdico como agente reductor.

En este proceso de reduccin cambia la estructura molecular del colorante pero sin afectar al grupo -S-S- sulfuroso. El leucoderivado soluble resulta con un coloreando diferente al del colorante original y ya tie la fibra, comportndose como un colorante directo de baja afinidad por la fibra. Finalmente, mediante la oxidacin queda convertido otra vez en colorante sulfuroso no soluble en el agua.

3) Colorantes reactivosEstos colorantes son empleados en la tintura de fibras celulsicas, mediante reaccin qumica con las molculas de celulosa.

Colorantes reactivos que forman steres de celulosa Colorantes reactivos que forman teres de celulosaLos primeros tienen anillos heterocclicos en su molcula y su reaccin se basa en sustitucin nuclefila, como se expone en el grfico que representa su estructura molecular.

De entre los segundos, unos son vinisulfnicos y otros acriloilamdicos. Su reaccin se basa en el doble enlace -C=C- que son capaces de formar en un medio alcalino, adicionando ncleos. Colorante-SO2-CH2-CH2-O-SO3H ; [mediante OH-] produce: Colorante-SO2-CH(-DELTA)=CH2(+DELTA)+Cel-OColorante-SO2-CH-CH2-O-Cel; [Mediante H+] produce: Colorante tintreo -SO2-CH2-O-Cel Ejemplos de colorantes reactivos Grupo reactivo Ao aparicin Nombre comercial

1956

Porcin M (I.C.I.)

Diclorotriazinicos

Cibacron ( CIBA ) 1957 Procin H (I.C.I.) Monoclorotriazinicos Vinilsulfnicos Colorante - S02 - CH2 - CH2 - SO3H

1958

Remazol ( de Hoechst ) Drimaren ( de Sandoz) Reacton ( de Geigy)

1960

Triclorotriazinicos Vinilsulfnamidicos Colorante - S02 - NH - CH2 - CH2 - OSO3H

1960

Levafix (de Bayer )

1967 Vinilsulfnicos

Solidazol N ( de C.F.M. )

1971 Monocloro-difluor-pirimidinicos COLORANTES PARA FIBRAS SINTETICAS

Drimaren R ( Sandoz)

Las fibras de rayn y acetato de celulosa tienen muchos grupos oxhidrilo libre y pueden teirse por medio de tcnicas y colorantes similares a los que se emplean en el algodn. El advenimiento de las otras fibras sintticas presento grandes problemas a la industria del teido y los colorantes. Las fibras tienden a carecer de grupos reactivos a los largo de

sus cadenas formando fibras relativamente gruesas que no tiene los intersticios de la lana y el algodn y, lo que es peor, son marcadamente hidrofbicas. El polister y las fibras de triacetato de celulosa son ms hidrofobicas que el nylon. En general se tien con colorantes dispersos. Los colorantes dispersos son hidrofbicos y ligeramente solubles. Se aplican en forma de dispersin acuosa caliente estabilizada por un detergente aninico o no inico. El colorante se transfiere a la dispersin y forma una solucin solida dentro de la fibra donde se retiene por medio de fuerzas de valencia secundarias. Su insolubilidad asegura su firmeza al lavado. Lo mismo que con los removedores de pintura, la penetracin del polmero requiere de una molcula pequea. As los colorantes dispersos tienen las molculas ms pequeas de todos los colorantes; con frecuencia son compuestos monoazoicos simples, insolubles en agua, como el Rojo disperso (1 CI 11110). I. FABRICACION DE COLORANTES En la fabricacin de colorantes es necesario tener en mente varios factores con el propsito de obtener la mayor calidad y productividad posible. De entre stos factores se pueden nombrar los siguientes: Materias primas e intermedios: Como primer punto podemos nombrar que deben de ser de la calidad adecuada para el colorante que se desea obtener, as como que su disponibilidad sea la ms accesible posible debindose no perder la idea de racionalizacin de los mismos para evitar el manejo de gran nmero de ellos, que nos evitarn todo tipo de problemas tanto en el rea tcnica como administrativa. Tecnologa. Los procedimientos de operacin para la produccin de colorantes deben de ser lo mas claro posible en cuanto a seguridad y variables del proceso como: temperatura, pH, exceso de reactivos, etc. debiendo de estar definidos en rangos que hayan sido estudiados detalladamente. Todo esto con el fin de tener una calidad reproducible, pues siendo la qumica de colorantes compleja, cualquier desviacin en estas variables pueden dar por resultado una calidad fuera de las normas. Dos reacciones muy usadas para la fabricacin de colorantes son las que se llevan a cabo entre una amina aromtica con el cido nitroso para producir un compuesto diazo, el cul posteriormente se combinar con un "acoplador" y as formar dicho colorante. Estas reacciones son conocidas desde hace mucho tiempo (Griess, 1858), pero hasta los aos recientes se ha clarificado su mecanismo. Los colorantes basados en esta reaccin son considerados la clase qumica ms grande que existe, con la gama de tonos ms amplia y los ms diversos usos. Debido a la facilidad y economa en la preparacin de colorante por esta tcnica, ha sido seleccionada en multitud de casos para su uso en escala industrial. Adems de las dos reacciones mostradas, son usadas otra gran variedad de ellas como: adicin, protonizacin, condensacin, oxidacin, etc., que para el objetivo del presente trabajo no existe fundamento para presentarlas. mucho muy general para dar una idea sobre este tipo de produccin. COLORANTES DEL TIPO AZO:

Un grupo azo es un grupo funcional del tipo R-N=N-R', en donde R y R' son grupos que contienen tomos de carbono, y los tomos de nitrgeno estn unidos por un enlace doble. Los compuestos que contienen el enlace -N=N- se denominan azoderivados, compuestos azoicos, o azocompuestos. Cuando el grupo azo est conjugado con dos anillos aromticos, el compuesto que lo contiene absorbe radiacin electromagntica en el espectro visible, por lo que presenta coloracin y, adems, sta es intensa. Por esto son empleados como colorantes en la industria textil, papelera, alimentara, etc. Por ejemplo, el p-dimetilaminoazobenceno se emple como colorante en la margarina. La presencia de otros grupos en el compuesto puede provocar que ste absorba a distintas longitudes de onda (por tanto se obtienen distintos compuestos con distintos colores). Tambin pueden provocar que el compuesto absorba la luz con mayor o menor intensidad. Asimismo, algunos grupos (por ejemplo grupos sulfnicos) sirven para que el compuesto sea soluble en el medio en el que se va a aplicar. En 1884 se sintetiz el rojo congo, un colorante azoico que se emple para teir algodn, y actualmente los colorantes azoicos son los ms empleados en la industria textil.

Naranja de metilo Estos compuestos tambin se utilizan como indicadores en volumetras cido-base. Por ejemplo, el naranja de metilo (o anaranjado de metilo). Segn el pH el naranja de metilo puede tener el grupo azo protonado o no, presentando de esta forma diferentes colores segn el pH. Constituye el grupo individual ms numeroso, comprendiendo ms de la mitad del nmero de colorantes sintticos de estructura conocida. Se preparan por copulacin de una amina aromtica diazotada como componente primario con un fenol o una amina aromtica como componente secundario.los colorantes azoicos pueden ser: Monoazoicos [a su vez, stos pueden ser: bsicos (como el anaranjado bsico 2, que se usa para teir el cuero y el papel ); cidos (como el anaranjado cido 7, que se usa para teir lana, seda, nylon, cuero y papel ); azoicos (que se emplean no slo para el teido slido de la tela sino tambin en el estampado); colorantes dispersos y solubles en aceite (como, respectivamente, el amarillo disperso 3 y el amarillo solvente 14 ); mordientes (como el negro mordiente 11); reactivo para las fibras (como el rojo porcin)]. Diazoicos [que pueden ser: bsicos (como el pardo bsico 4); cidos (como el negro cido 1); directos para el algodn (como el rojo congo, el rojo directo 2 o el azul directo 2); desarrollados (como el negro desarrollado BH)].

Triazoicos (como el negro directo 38 ) Colorantes del estilbeno (varan entre el amarillo y el anaranjado) Pirrazolonas (como el amarillo cido 23, que se usa para teir la lana, el cuero y el papel y en la preparacin de filtros de luz amarilla para fotografa). Estos colorantes se preparan copulando una amina aromtica diazotada con un fenol o una amina aromtica. El ms sencillo de estos colorantes es el amarillo de anilina, que corresponde al para-amino azo-benceno. C6H5 - N == N - C6H4NH2 Se usa para teir lana y seda, su color es fugaz. Se emplea para preparar otros colorantes con dos grupos azo.

La Crisoidina: Pertenece al mismo grupo. Se requiere para la preparacin del prontosil (con un grupo SO2NH2), que es una sulfamina que se utiliza contra los estretococos. El Pardo de Bismark: Se emplea para teir el cuero. Rojo de Metilo: ES un valioso indicador. El Rojo Congo: Tie el algodn de color rojo, pero el color cambia a azul por la accin de los cidos minerales. Se emplea por ello como indicador.

Mtodos de aplicacin Colorantes azoicos: son compuestos azoicos, insolubles en agua que se forman sobre la fibra. Genelamente se utilizan para el algodn. En la aplicacin de los colorantes al hielo, la tela se impregna con un compuesto capaz de copularse con una sal de diazonio y luego se sumerge en una solucin de una amina diazotada enfriada al hielo. De esta manera se forma un colorante azoico insoluble en agua. En el teido por revelado la tela se colorea con un colorante directo que contenga un grupo amino libre. El colorante luego se diazota sobre la fibra y se revela al copularlo con una amina o un fenol. EL nuevo colorante, debido a su mayor peso molecular se fija ms sobre la fibra y es ms resistente al lavado. COLORANTES DEL TIPO ANTRAQUINONA: La antraquinona o 9,10-dioxoantraceno es un compuesto orgnico aromtico, derivado del antraceno. Sus sinnimos en la industria y el comercio son 9,10-antraceno diona, antradiona, antraceno-9,10-quinona, etc.

Es un polvo cristalino amarillento o de un color que varia del gris claro al gris verduzco. Es insoluble en agua y alcohol, pero se disuelve fcilmente en nitrobenceno y anilina. Qumicamente es bastante estable en condiciones normales La antraquinona se encuentra en forma natural en algunas plantas (Ruibarbo, Espino Cerval y el gnero loe), hongos, liquenes e insectos, donde sirve como esqueleto bsico para sus pigmentos. Estos derivados naturales de la antraquinona son glucsidos con accin laxante y purgante sumamente potente. Hay varias maneras de obtencin de la antraquinona: Oxidacin del antraceno: Condensacin del benceno con anhdrido ftlico, en presencia de AlCl3 (Acilacin de Friedel-Crafts). El cido o-benzoil benzoico generado, sufre un proceso de ciclacin, formando la antraquinona. Reaccin del Diels-Alder (Utilizando naftoquinona y un 1,3-dieno : En una reaccin orgnica clsica llamada sntesis de Bally-Scholl (1905), la antraquinona se condensa con el glicerol, formando benzantreno. En esta reaccin, el primer paso es la reduccin de la quinona con cobre en cido sulfrico (Convirtiendo un grupo carbonilo en un grupo metileno) despus del cual, le es adicionado el glicerol.

Colorantes derivados de la antraquinona: Colorantes a mordiente: el compuesto ms conocido es la alizarina, otro colorante natural conocido por los antiguos persas y egipcios. La alizarina es poligentica, es decir, da distintos colores con diferentes mordientes. As, con un mordiente a base de magnesio produce un color violeta; con calcio, un rojo prpura; con bario, azul; con aluminio, un rojo rosado; con cromo, un marrn violceo y con hierro ferroso, un negro violceo. La alizarina se utiliz principalmente para producir un color conocido como rojo turco sobre el algodn mordentado con hidrxido de aluminio en presencia de aceite de castor o de oliva sulfatados. Colorantes cidos (como el azul cido 45 y el verde cido 25, que producen sobre la lana una pureza de tonalidad igual a la de los colorantes del trifenilmetano y son muy resistentes a la accin de la luz) Colorantes dispersos (usados para el acetato de celulosa, el nylon y las fibras de polisteres, son en general aminoantraquinonas simples o sus derivados que tienen uno o ms tomos de hidrgeno de los grupos amino reemplazado por otros grupos) Colorantes reactivos para las fibras (como el azul procin)

Colorantes a la tina: las antraquinonas, al igual que el ndigo, dan por reduccin derivados dihidrogenados que son solubles en lcali y que al ser expuestos al aire o a agentes qumicos oxidantes se oxidan formando nuevamente las antraquinonas insolubles. Las quinonas simples no se fijan en las fibras vegetales o animales pero s lo hacen los compuestos ms complejos. a) Antraquinonas: son ejemplos el rojo a la tina 42 y el violeta a la tina 17 b) Hidroacinas (como el azul a la tina 4 o el azul a la tina 6) c) Derivados carbazlicos (como el pardo a la tina 1 y el verde a la tina 8) d) Compuestos carbocclicos complejos (como el verde a la tina 1, considerado como el mejor colorante para el algodn) COLORANTES DEL TIPO ESTILBENO: El primero de los colorantes del estilbeno fue el amarillo directo 11 y todava se emplea mucho. Se obtiene por accin del calor sobre una solucin de acido 4- notrotoluen-2sulfonico en hidrxido de de sodio acuoso o por oxidacin del mismo compuesto con hipoclorito. Se forma una mezcla de colorantes amarillos. Dependiendo de las condiciones. El principal producto es tal vez la curcumina S. Los colorantes del estilbeno son todos colorantes directos y la mayora se basan en acido 4-notrotoluen-2-sulfnico.

TECNOLOGA EN COLORANTES Los procedimientos de operacin para la produccin de colorantes deben de ser lo mas claro posible en cuanto a seguridad y variables del proceso como: temperatura, pH, exceso de reactivos, etc. debiendo de estar definidos en rangos que hayan sido estudiados detalladamente. Todo esto con el fin de tener una calidad reproducible, pues siendo la qumica de colorantes compleja, cualquier desviacin en estas variables pueden dar por resultado una calidad fuera de las normas. Los ciclos de proceso en lo que se refiere a cargos, calentamientos, enfriamientos, reflujos, destilaciones, filtraciones, secado y molido; debern ser determinados en planta y establecidos dentro de rangos que permitan una calidad aceptable al ms bajo costo. En cada uno de los pasos ms importantes de los procesos, deben existir pruebas de control que nos indiquen que la calidad del colorante va por la ruta correcta o en su defecto, poder realizar algn cambio para dirigirlo hacia ella. Dos reacciones muy usadas para la fabricacin de colorantes son las que se llevan a cabo entre una amina aromtica con el cido nitroso para producir un compuesto diazo, el cul posteriormente se combinar con un "acoplador" y as formar dicho colorante. Estas reacciones son conocidas desde hace mucho tiempo (Griess, 1858), pero hasta los aos recientes se ha clarificado su mecanismo. Los colorantes basados en esta reaccin son considerados la clase qumica ms grande que existe, con la gama de tonos ms amplia y los ms diversos usos. Adems de las dos reacciones mostradas, son usadas otra gran variedad de ellas como: adicin, protonizacin, condensacin, oxidacin, etc. A continuacin se darn unas breves descripciones de diagramas de flujo generales. CONTROL DE CALIDAD EXIGENCIAS A LOS COLORANTES Solidez a los lcalis El colorante soluble debe ser resistente a lcalis diluidos, como soluciones de carbonato sdico o amonaco y no debe presentar cambios repentinos del tono del color. Rendimiento El teido es determinado por la composicin qumica de los colorantes y de las propiedades del cuero a teir. La capacidad de rendimiento de un colorante, es transmitida por tinturas en diversas concentraciones y determinada con una curva de rendimiento. Cuando la intensidad de un teido no aumenta ms, es alcanzada la capacidad de saturacin del colorante. El colorante sobrante se queda en el bao, se deposita, sin enlazarse en el sustrato o penetra profundamente en las zonas interiores. La curva de rendimiento, permite reconocer claramente, que un teido ms all de la capacidad de saturacin, es antieconmica. Un mtodo de la capacidad de rendimiento, uniforme y oficial para cuero al cromo o cuero recurtido, no existe en estos momentos. Comportamiento de fijacin El comportamiento de fijacin de un colorante es transmitido y caracterizado por decoloraciones, cuanto colorante (%) en una unidad de tiempo (min) es fijado en el sustrato cuero. Junto a la estructura qumica del colorante, la velocidad de fijacin,

determinada en gran parte por el tipo de curticin, el tipo y la cantidad de recurtientes aplicados, del valor de pH y de la temperatura del teido. El comportamiento de fijacin produce un debilitamiento de la combinabilidad con otros colorantes. Homogeneidad Un colorante es homogneo desde el punto de vista de la fabricacin si tiene menos del 5% de colorante de matizado, es decir cuando no se le adiciona ninguna otra sustancia colorante en cantidad importante. Esto se verifica realizando una prueba que consiste en humedecer un papel de filtro en el borde, se coloca una punta de esptula de colorante, se sopla y las partculas del colorante pasan por la zona hmeda, quedando adheridas y comienzan a disolverse. Al soplar se dispersan los distintos componentes de la mezcla y se ven los distintos colores. Lo grave sera que por ejemplo para hacer un verde haya un azul y amarillo, entonces en el teido al cambiar los pH pueden obtenerse distintos colores finales. Si los componentes de la mezcla son similares no hay mayor problema. El mismo ensayo se puede hacer llenando una probeta con agua y espolvoreando el colorante, as se observarn sus componentes en el agua. Desde el punto de vista qumico un colorante no es homogneo ya que en toda reaccin qumica de formacin de un colorante se obtiene una mezcla de productos secundarios siempre. Intensidad de color Es una importante propiedad y es indagada con diversos mtodos. De acuerdo a cada tipo de colorante y al tipo de curticin y recurticin, para un determinado teido de profundidad se requieren diferentes cantidades de colorante. Estabilidad al agua dura El colorante disuelto, no debe ensear ninguna floculacin al diluirse con agua dura. Colorantes inestables a la dureza producen variadas coloraciones sobre todo en el lado de carne, desigualdades y desplazamientos de tonos. Solubilidad La solubilidad es importante para teidos a baja temperatura, para teidos con polvo y para teidos sin baos. Colorantes difciles de disolver, pueden conducir a formaciones de manchas como puntos y manchado en la flor y en el lado de la carne. En las mezclas de colorantes, se pueden presentar desplazamientos del tono. Colorantes altamente solubles pueden ocasionar un mal agotamiento del bao y luego de la desacidulacin un muy fuerte teido de la superficie. Se controla disolviendo el colorante en agua destilada a 20C y a 60 C y se observa la cantidad de colorante, que todava se mantiene despus de disolverse por hervirse y enfriarse, a la temperatura dada. La adicin se efecta, en gramo por litro. Estabilidad de complejo Algunos complejos colorantes de metal, especialmente el complejo de hierro, pueden ser desplazados de su combinacin y producir desplazamientos del tono. No se debe poner en contacto con metales, al clavar el cuero para curtir, con por ejemplo cobre, placas de cubrir de cobre o tuberas de cobre.

Estabilidad a los cidos El colorante disuelto, debe ser resistente a cidos diluidos, como por ejemplo cido frmico o soluciones cido sulfrico y no debe flocular. Solidez a los cidos El colorante disuelto, no debe conllevar a cambios repentinos de color con cidos diluidos. Estandarizacin Los colorantes son diluidos al final del proceso de fabricacin para obtener una estandarizacin comerciable. Los colorantes se comercializan con porcentajes referidos al estndar que pueden llegar a ser incluso superiores al 100%. Por ejemplo, si suponemos que el estndar es 30% y el fabricante lo vende al 60%, entonces este colorante ser 200% respecto del estndar. Como diluyentes se utilizan sales neutras como el Na2SO4 o taninos sintticos. COLORANTES EN EL MUNDO Aunque la preferencia por los tintes sintticos en el sector textil a nivel global es notoria, algunos tintes naturales han mantenido una posicin importante en este sector debido a sus caractersticas nicas. El sector alimenticio, por el contrario, presenta una tendencia hacia la utilizacin de colorantes naturales. Este cambio no slo ha sido impulsado por la industria alimenticia, sino tambin por los consumidores, quienes han expresado su preocupacin por los posibles riesgos de salud que se asocian con el consumo de aditivos sintticos. Dentro del mercado internacional los principales colorantes, pigmentos y tintes naturales son: Semilla de Achiote (y sus extractos) La semilla seca de achiote se obtiene de la especie Bixa orellana L. (Bixaceae), un arbusto siempre verde, nativo de Amrica Central y la zona tropical de Sur Amrica. Generalmente se usa como extracto empleado en la industria alimenticia y es apreciada como fuente de pigmentos que dan color rojo o naranja matizado, dependiendo de su uso. Henna: La Henna comercial es la misma hoja seca de Lawsonia inermis l., un rbol pequeo proveniente de una zona entre Irn y el norte de la India. La extraccin acuosa de esta hoja seca provee un tinte que va desde el negro hasta el amarillo (neutro) pasando por el rojo. Histricamente la henna ha sido utilizada como tinte para el cabello, la piel y las uas. Recientemente en Europa Occidental y Estados Unidos su empleo como tinte para el cabello se ha incrementado notablemente. Campeche (y sus extractos) El campeche obtenido de la especie Haematoxylum campechianum L. (Caesalpinacae), es un pequeo rbol nativo de Centro Amrica y la parte norte tropical de Sur Amrica. Contiene alrededor del 10% de un compuesto incoloro: hematoxilina, la cual al oxidarse se transforma en una sustancia azul - violeta, (hematina); sta se ha mantenido en el mercado pese a la creciente utilizacin de tintes sintticos. Las aplicaciones principales del campeche son como tinte de telas naturales y sintticas, tinte para cuero, pieles, plumas, papel, madera y la incorporacin a otras tintas.

Sndalo rojo: Obtenido de la especie pterocarpus santalinus L., rbol de tamao medio nativo de la India. El sndalo rojo en algunas comidas aporta un sabor agridulce con una coloracin roja a naranja; debido a esto no es posible aplicarlo en todos los casos. Un gran nmero de colorantes y tintes son principalmente producidos en sistemas de horticultura. Entre los productos latinoamericanos que lideran el mercado se encuentran: la cochinilla y el carmn, el extracto de croco, el ndigo, la calndula y la turma, estos en cantidades no lo suficientemente representativas en un marco mundial. MERCADO DE COLORANTES NATURALES EN EL MUNDO Los principales productos son mencionados en la tabla siguiente, paralelamente se mencionan los principales pases exportadores y sus cantidades ms significativas. Principales productos y pases importadores de colorantes, pigmentos y tintes naturales.

Fuente: estimados del Natural Resources Institute (NRI). Principales pases productores.

Productos principales y cantidades anuales.

Los pases destino ms importante son Alemania y el Reino Unido, representando casi 40% del valor importado por la Unin Europea. Los proveedores lderes a la Unin Europea son Espaa, Alemania, Francia, Per y Mxico, Kenya, India, Zimbabwe y Etiopa posicionaron cantidades por encima del milln de ECU (Unidad Monetaria Europea). En 1995, los pases en vas de desarrollo consiguieron proveer el 28% de la totalidad de importaciones, consistente en su mayora de otros tintes de origen vegetal. (Ottens, 1999). Una ligera revisin de las cifras puede indicarnos que se trata de un mercado creciente que merece el desarrollo de productos y alternativas capaces de contribuir al logro de mayores destinos y productos.

I.

CONCLUSIONES

Se describi los mtodos de obtencin industrial de los colorantes, de loscuales no existe solo uno, los mtodos varan de acuerdo a los grupos funcionales y enlaces que estos tienen dentro de su composicin qumica as que se hace mas complicado la manera de proceder, asimismo la tecnologa es una ventaja muy grande de la cual dependemos para poder mejorar y obtener mejores colorantes. Tambin hemos descrito y aprendido los diferentes conceptos que involucra el mundo de los colorantes as como su clasificacin y amplia aplicacin industrial, del cual estamos rodeados y somos parte, ampliando nuestro conocimiento es este tipo de industria.

Los colorantes tienen dentro de sus caractersticas qumicas la propiedadde colorear, de manera que ya sabemos como obtenerlas y de donde, el mercado mundial de los colorantes es un campo de constante desarrollo para el hombre, y si de alguna manera lo desarrollamos estaremos siendo participes de un gran proceso.

Bibliografa Biasioli, I., Witz N., Chandas C. : Qumica Orgnica . Ed. Kapelusz. Buenos Aires, 1993. Henglein, R : Compendio de Qumica Orgnica. Segunda Edicin. Ed. Marin. Barcelona, 1956. Shreve, A. : Industrias de proceso qumico. Ed. Dossat. Madrid, 1954. T&T Ed. : La pintura, consideraciones generales. Buenos Aires, 1996. Morrison : Qumica Orgnica.