İnorganik pigmentlerin özelliklerinden bahsetmeden önce pigmentin tanımından ve kullanıldığı alanlardan bahsetmek gerekmektedir. Pigment, suda tamamen çözünmeyen renkli bir malzemedir.
Aynı zamanda pigmentler; genel olarak çok küçük formda olan püskürtme yoluyla veya kimyasal çöktürme yoluyla elde edilen toz formundaki metaller olarak da tanımlanabilir.
Pigmentlerden; boya, mürekkep, plastik, kozmetik ve gıda ve diğer malzemeleri renklendirmede yararlanılmaktadır.
Pigmentlerin kullanımı tarih öncesi çağlara kadar uzanmaktadır. En eski pigmentler doğal minerallerdir. 30 bin yıl önceye gittiğimizde karşımıza mağara boyalarında kullanılan; hematit, kahverengi demir cevheri ve diğer mineraller çıkar. M.Ö. 2000’de ise demir oksitten veya manganez filizleriyle yakılması ile oluşan karışımdan kırmızı, menekşe ve siyah pigmentler üretilmiş ve çömlekçilikte kullanılmıştır.
Yıllar içinde gelişim gösterilmesinin ardından 18. yüzyılda pigment endüstrisi başlamıştır.
Pigmentler kendi aralarında kimyasal bileşim, fiziksel şekil ve optik özellik bakımından farklılık gösterir.
Pigmentlerin genel olarak ise; ısı kararlılığı, boyanması, şeffaf ya da opak oluşu, ışınlara karşı dayanıklılık, toksitesi, alkali ve asitlere karşı direnç özellikleri öne çıkmaktadır.
Renkli pigmentler kaynaklarına göre iki kategoride incelenebilir. Bunlar; organik pigmentler ve inorganik pigmentlerdir. Organik pigmentler; yapılarında karbonun yanı sıra hidrojen, azot, oksijen atomu barındıran pigmentlerdir ve doğal kaynaklı olan organik pigmentler
hayvanlar ile bitkilerden elde edilir.
Organik pigmentler; doğal ve sentetik olmak üzere kendi içinde ikiye ayrılır. Günümüzde organik pigmentlerin büyük bir kısmını petrol kaynaklı olarak üretilen sentetik pigmentler oluşturmaktadır. Organik pigmentlerin renk yelpazesi çok geniştir ve neredeyse eksizsizdir.
İnorganik Renkli Pigmentlerin Özellikleri
İnorganik pigmentler; demir içermeyen metallerin oksitleri veya bazı metallerde çözünmeyen metal tuzlarıdır. Bu pigment grubu organik renkli pigmentlere göre daha ucuzdur fakat renk skalası daha dardır.
İnorganik malzemeleri içerdikleri malzemeye göre sınıflandırılabilir. Demir Oksit Pigment, Kurşun Kromatlı Pigmentler, Kadmiyumlu Pigmentler, Bizmut Vanadat Sarısı olarak incelenebilir.
Demir Oksit Pigmentleri:
Demir oksit pigmente İngiliz kırmızısı veya kolkotar da denilmektedir. Bu pigment kararlı sert ve zararsız bir kırmızı pigmenttir. Demir oksit pigmentlerin diğerlerini ise demir oksit sarısı ve demir oksit kahverengisi oluşturur.
Ucuzluğu nedeniyle yağlı boya yapımında ve sertliği nedeniyle çok ince toz halinde parlatma işleminde kullanılmaktadır. Tanecik boyutu küçük olan demir oksit kırmızı ve sarı pigmentlerden saydam boya yapımında da yararlanılmaktadır.
Bu pigmentlerin renk şiddeti çok fazla değildir fakat ucuz olduğu için tercih edilebilir. Aynı zamanda örtücülük, çözgün direnci, kimyasal direnç ve yüksek dayanım demir oksit pigmentlerin olumlu özellikleri arasındadır. Demir oksit pigmentlerin boya endüstrisinde
kullanımı giderek azalsa da hala kullanımı mevcuttur.
Kurşun Kromatlı Pigmentler:
Ekonomik ve yüksek örtücülüğü olan kurşun kromatlı pigmentler; sarı, turuncu-kırmızı renklerdedir. Bu pigmen grubunu; açık krom sarı, orta krom sarı, krom turuncu ve molibdat turuncusu oluşturur. Kurşun kromatlı pigmentlerin genel özelliklerine baktığımızda canlı renkleri ile geniş bir renk yelpazesi oluşturma olanağı tanıdıklarını söyleyebiliriz.
Aynı zamanda bu pigmentler hem dış dayanım özellikleri, hem de dispersiyon kolaylığı özellikleri geliştirilerek pek çok alandaki boya işlemlerinde kullanılabilir. Fakat insan
sağlığına zararlı oldukları için bu grup pigmentlerin kullanımı pek çok ülkede yasaklanmıştır.
Kadmiyumlu Pigmentler:
Geniş bir aralığı temsil eden bu pigmentler insan sağlığına zararlı oldukları için yüksek kullanım oranlarına sahip olamamıştır. Bu pigmentler çeşitli kadmiyum bileşiklerinden elde edilir ve kurşun kromatlı pigmentlere göre ısıl kararlılıkları ile dış dayanımları
daha yüksektir.
Fakat hem daha pahalı oldukları hem de kadmiyum insan sağlığına zararlı olduğu için bu
pigmentler, kurşun kromatlı pigmentlere bir alternatif olamamıştır.
Bizmut Vanadat / Bizmut Molibdat Sarısı:
Açık limon sarısı renginde olan pigmentin rengi ile içerdiği molibdat oranı değiştirilerek oynanabilmektedir. Bu pigment; yüksek ısıl kararlılık, örtücülük ve dış danayım özellikleri sebebiyle açık krom sarı pigmente alternatif olarak kullanılmıştır.
Yukarıda içerdikleri malzemeye göre sınıflandırdığımız inorganik pigmentleri aynı zamanda renkler üzerinden de anlatabiliriz. Beyaz pigment, siyah inorganik pigment, mavi-lacivert pigment, sarı pigment, kırmızı pigment ve yeşil pigment olarak sınıflandırabiliriz.
• Beyaz pigmentler: Beyaz pigment olarak en önemli olanı titandioksittir ve kullanılan pigmentlerin yüzde 80’ini oluşturmaktadır. Beyaz pigment olarak kurşun ve çinko bileşikleri de kullanılmaktadır fakat eskisi kadar sık kullanılmamaktadır.
• Titandioksitler; kolay disperse olması, yüksek kapatıcılık sunması ve beyaz ile pastel renklere olan talep sebebi ile kullanım oranı olarak ilk sırayı korumaktadır.
• Sarı pigmentlere bakarsak demiroksit hidroksit bünyesinde pas rengi sarıyı, kurşunsülfat kromat limon sarısından turuncuya doğru, bazik kurşunoksid kurşunkromat turuncu renkteki pigmentleri oluşturmaktadır.
• Kırmızı pigmentlere gelirsek ise bu pigmentler arasında; demiroksid, kurşunmobilad, oranja bakan kırmızı olarak kurşunkromati kurşunhidroksit karışımı kromanj pigmentler, kurşunkromat karışımı molibden kırmızıları ve oranjdan bordoya doğru renkleri veren kadmiyumselenür bileşimindeki kadmiyum pigmentleri bulunmaktadır.
• Mavi-lacivert yani çivite baktığımızda ise bu pigment sodyum, alüminyum silikat içinde alkaliye kükürdün polisülfür halinde bağlanması ile doğmuştur. Pigment içerdiği kükürt oranına göre renk değiştirebilir. Kükürt miktarına göre yeşilimsi mavi, mor gibi renkler oluşturur.
• Siyah inorganik pigment olarak ise magnetit yapıdaki demiroksid kullanılmaktadır.
• Yeşil inorganik pigment olarak açıktan koyuya doğru mavi oranı yükselen kromsarısı prusya mavisi karışımları yanında kromoksid ve kromhidroksid gösterilebilir. İnorganik pigmentler içinde çinko, alüminyum ve bronz tozları da vardır.
Organik ve İnorganik Pigmentler Arasındaki Farklar
İnorganik pigmentlerin renkleri organik pigmentler kadar taze değildir ve renk yelpazeleri daha dardır. Bunun yanı sıra organik pigmentler; ışık direnci, hava direnci açısından zayıflardır. Fakat inorganik pigmentler özellikle hava koşullarına dayanıklılık, yüksek
sıcaklık direnci gibi özelliklere sahiptir.
Kullanım alanlarını karşılaştırdığımızda ise organik pigmentler; plastikler, kauçuklar, mürekkepler, macunlar, boyalar, kaplamalar ve diğer ilgili uygulamalarda kullanılmaktadır. İnorganik pigmentler ise yapı malzemeleri, emayeler, seramikler, cam ve dış mekân
kaplamalarında kullanılmaktadır.
Kaynaklar:
1. İnorganik Pigmentler, Söğüt B.
2. Pigmentler ve Boya, Eren, M.H
3. Industrial Inorganic Pigments, Gunter Buxbaum
4. https://megep.meb.gov.tr/mte_program_modul/moduller_pdf/Pigmentler.pdf
5. https://stmcoatech.com/organik-pigmentler-nedir/
6. https://stmcoatech.com/inorganik-pigmentler/
