Синтети́ческие краси́тели, органические соединения, получаемые методом органического синтеза вещества, способные сорбироваться на различные субстраты (текстильные материалы, бумагу, древесину, кожу, мех, резину, пластмассы и др.) и обеспечивать при относительно небольшом содержании устойчивые окраски. В основном представляют собой окрашенные соединения. Однако иногда используют бесцветные соединения, из которых краситель образуется после нанесения на окрашиваемый материал и окислительной обработки. В отечественной технической литературе и в повседневной практике «красителями» иногда называют также пигменты и оптические отбеливатели. Цвет красителей обусловлен наличием в их молекулах хромофорных структурных фрагментов (системы сопряжённых кратных связей, электронодонорных и электроноакцепторных заместителей). При крашении синтетические красители должны образовывать ровные окраски нужного оттенка и интенсивности, устойчивые к нагреванию, трению, действию света, воды и другим внешним воздействиям.

Историческая справка

Применение синтетических красителей началось с открытия в 1856 г. английским химиком У. Г. Перкином-старшим мовеина (промышленное производство мовеина начато в 1857). Создание новых синтетических красителей было результатом исследования природных соединений, выяснения их строения и разработки методов искусственного получения этих соединений и их производных в лаборатории.

Синтез ализарина в 1869 г. положил начало производству антрахиноновых красителей, синтез индиго в 1880 г. – индигоидных красителей. После открытия реакции диазотирования и азосочетания впервые получили синтетические красители, не имеющие природных аналогов, – азокрасители. Структурная формула ализарина.Структурная формула ализарина.Производство синтетических красителей развивалось в тесной взаимосвязи с развитием органической химии. Промышленное производство сернистых красителей организовано в 1893 г., полиметиновых красителей – в 1903 г., фталоцианиновых красителей – в 1936 г. Активные красители известны с 1954 г. До 1-й мировой войны главным производителем синтетических красителей была Германия, затем производство появилось также в Великобритании, Франции, Швейцарии, СССР и других странах. После 2-й мировой войны крупнейшим производителем синтетических красителей стали США. В конце 20 в. экологические и экономические проблемы в высокоразвитых странах и возросший научный и технический потенциал стран Юго-Восточной Азии привели к перемещению производства синтетических красителей в Китай, Индию, Корею, Тайвань и Индонезию.Синтетический краситель ализарин.Синтетический краситель ализарин.

Классификация

Мировой ассортимент составляет более 7 тыс. наименований. Существуют две классификации синтетических красителей: химическая (по структуре их молекул) и техническая (по назначению и способу применения).

Химическая классификация

В основе химической классификации лежит общность хромофорной системы красителя. Важнейшими химическими классами синтетических красителей являются азокрасители, антрахиноновые красители, фталоцианиновые красители, полиметиновые красители, арилметановые красители, тиазиновые красители, нитрокрасители, нитрозокрасители, формазаны, индигоидные красители, диазиновые красители, азометиновые красители, акридиновые красители, ксантеновые красители, оксазиновые красители, периноновые красители, хинониминовые красители. Синтетические красители других химических классов представлены отдельными марками или используются в малом объёме (красители узкоспециального назначения).

Техническая классификация

По технической классификации выделяют группу водорастворимых синтетических красителей – активные красители, кислотные красители, основные красители, протравные красители, прямые красители; группу нерастворимых в воде – дисперсные красители, сернистые красители, кубовые красители.

Применение синтетических красителей

Производство активных красителей развивается самыми быстрыми темпами; этот класс красителей вытесняет другие классы красителей, используемых для крашения целлюлозных волокон, т. к. активные красители обеспечивают наиболее яркие устойчивые окраски при относительно простой технологии применения и приемлемой стоимости. Самый большой технический класс синтетических красителей по числу марок – кислотные красители; предназначены для крашения белковых и полиамидных материалов. Оснóвные красители используются главным образом для окрашивания бумаги, в производстве карандашей, чернил, парфюмерных материалов, т. е. в тех областях, где нужна яркая окраска без высоких требований к прочности. Протравные красители используют в основном для крашения шерсти в чёрный и другие тёмные цвета; протравные красители обеспечивают высокопрочные окраски. Прямые красители предназначены для крашения целлюлозных текстильных и нетекстильных материалов, просты в применении, экономичны, могут давать устойчивые окраски после обработки закрепителями. Сернистые и кубовые красители также предназначены для крашения целлюлозных текстильных материалов. Дисперсные красители используются для крашения ацетатных и синтетических (полиэфирных, полиамидных и др.) волокон; важнейшим является ассортимент дисперсных красителей для полиэфирных волокон (красители этого назначения обеспечивают яркие окраски при высокой красящей способности и устойчивости к свету и сублимации).

Синтетические красители, нерастворимые в воде, но растворимые в органических средах, подразделяют на жирорастворимые (простейшие азокрасители и некоторые антрахиноновые красители), предназначенные для окрашивания бензина, масел, пластмассы, дымов, лаков и др.; спирторастворимые (металлсодержащие азокрасители и органические соли оснóвных красителей с прямыми и кислотными красителями), предназначенные для окрашивания лаков и пластмасс и обеспечивающие более устойчивые окраски, чем жирорастворимые; ацетонорастворимые синтетические красители (металлсодержащие азокрасители), предназначенные для крашения некоторых химических волокон в массе, производства высококачественных лаков, покрывных красок для кожи и имеющие высокие показатели по устойчивости окрасок. Полимерорастворимые синтетические красители (азокрасители и антрахиноновые красители) предназначены для крашения в массе полиамидных волокон (капрозоли) и полиэфирных волокон; выдерживают высокотемпературную технологию крашения и дают устойчивые окраски.

Характеристики синтетических красителей

Азокрасители доминируют в общем объёме производства, представлены во всех технических классах красителей (за исключением кубовых и сернистых), обеспечивают окраски всех цветов (от жёлтого до чёрного) с хорошими показателями по устойчивости; как правило, азокрасители экономичнее других синтетических красителей. Антрахиноновые красители представлены во всех технических классах; особенно важна их роль в классе кислотных и активных красителей – обеспечивают яркие фиолетовые, синие и зелёные окраски. Арилметановые красители представлены в классе оснóвных и кислотных красителей; имеют низкую светостойкость, но сохраняют своё значение благодаря яркости и высокой красящей способности. Многообразны по химической структуре полиметиновые красители; наибольшее практическое значение имеют оснóвные, дисперсные красители и красители для кино-, фотоматериалов, которые характеризуются яркими окрасками. Фталоцианиновые красители представлены в ассортименте главным образом прямых и активных красителей; обеспечивают чистые высокопрочные бирюзовые окраски, которые невозможно получить при использовании синтетических красителей других химических групп.

Производство

Синтетические красители получают в результате проведения многостадийного химического синтеза. Сырьё для производства красителей – продукты угле- и нефтепереработки. Более 70 % от общего объёма мирового производства синтетических красителей потребляют текстильная и лёгкая отрасли промышленности. Синтетические красители применяют также в химии, медицине, биохимических исследованиях, жидкостных лазерах, производстве кино- и фотоматериалов, чернил, карандашей, красок и др. Мировое потребление синтетических красителей – около 940 тыс. т/год (2003).