Pigment- farbstoffe

1. Lacke Pigment-farbstoffe Farb-fotographie

2. Inhalt • Farbfotographie • AufbauAnalogkamera • Prozessim Film • Entwicklung • VomNegativzumPositiv • FarbigeFotos • Pigmentfarbstoffe • Lacke

3. AufbauAnalogkamera

4. AufbauAnalogkamera

5. FotografischerProzess • Film: Silberhalogenkristalle auf Gelatineschicht • Einstrahlung von Licht: 2- + • einigeSilberionenkönnenimGitterwandern • Absorbtion von Photonen: ElektronwirdvomValenz- ins Leiterbandangeregt (Photoelektron)

6. ErklärungBändermodell • vomBohr’schenAtommodellzumBändermodell

7. ErklärungBändermodell • Valenzband: letztesbesetztesEnergieband • Leiterband: nächsthöheres Band • Abstandzw. Bändern: Bandlücke (je kleinerdestoleitender) • Leiter: Valenzbandnichtvollbesetzt

8. FotografischerProzess • Film: Silberhalogenkristalle auf Gelatineschicht • Einstrahlung von Licht: 2- + • einigeSilberionenkönnenimGitterwandern • Absorbtion von Photonen: ElektronwirdvomValenz- ins Leiterbandangeregt (Photoelektron) • Photoelektronkannsichauf Leiterbandfreibewegen • reagierenmitSilberionen

9. FotografischerProzess • schnelleRückreaktion • OberflächederSilberhalogenitkristalle (AgX) behandelt, sodass Ag2 an ihrerOberflächehaften • Reifkeime Entstehung von Ag-Clustern • Cluster mit 4 odermehr Ag-Atomen: Latentbildkeime

10. SpektraleSensibilisierung • AbsorbtionnurbeiEnergie, die derderBandlückeentspricht • beiAgBr: 2,6eV  E = h*(c/λ ) Absorbtion von λ <480nm (blaubis UV) • sichtbaresSpektrum: ca. 400-700nm Belichtung von AgXreichtnichtaus • adsorbtioneinesSensibilisatormolekül an AgX-Oberfläche

11. SpektraleSensibilisierung • Sensibilisator: benötigtgeringereAnregungsenergie absorbiertauchhöhereλ • Photoelektron des Sensibilisators geht in Leiterband des AgX-Kristalls über  Erzeugung von Latentbildkeimen

12. Entwicklung • Latentbildkeimewerdensichtbargemacht • LatenzkeimeoxidierenEntwicklerflüssigkeit • EntwicklerkationwirdzuFarbstoffmolekül • damitnichtauchAgX-Kristalle (ohneLatentbildkeime) angegriffenwerden rechtzeitigerchemischerStoppderReaktion

13. Entwicklung kathodischerTeilprozess: ElektronenneutralisierenSilberionen • Mechanismus anodischerTeilprozess: Entwicklerwird von Latenzkeimoxidiert Entstehung von FarbstoffdurchReaktionmitKuppler

14. Fixieren • Film enthältnochAgX-Kristalle kannnochnichtansTageslicht • Kristallewerden in NatriumthiosulfatabreagiertzuKompleysalt • KomplexsalzkannmitWasserabgewaschenwerden

15. ErstelleneinesPositivs • Negativ: enthältFarbstoff an beleuchtetenStellen  an beleuchtetenStellendunkel und umgekehrt • Negativwird auf LichtempfindlichesPapiergelegt • PapierwirddurchNegativbelichtet • an dunklenStellen des Negativs schwacheBelichtung  Positiv hell schwarz-weiß-Bild

16. Negative fürFarbfotografie • Film mit 3 Schichtenfür die 3 subtraktivenGrundfarben (yellow, magenta, cyan) • je nachWellenlängeoxidieren die AgX-Kristalle in eineranderenSchicht

17. Farbige Positive • auch auf demTrägermaterialwerdenunterschiedlichelichtempfindlicheSchichtenaufgebracht • Schichten: Rot-, Grün- und Blauempfindlich • BelichtungdurchNegativ FarbigesBild

18. Inhalt • Farbfotographie • Pigmentfarbstoffe • Definition • natürlicheVorkommen • anorganische und organischePigmente • Effektpigmente • Verwendungsbereiche • Toxikologie • Lacke

19. Definition • Farbstoffe, die imAnwedungsmediumunlöslichsind • auchSubstratfarbengenannt • farbgebende und farbloseKomponentenwerdenunlöslichmiteinanderverbunden • Dispergierung: Farbpigmentewerden auf Dispergierungsmedium (“Trägermedium”) gleichmäßigverteilt

20. natürlicheVorkommen • Farbträger so gut wieallerpflanzlichen/tierischenZellen/Oberflächen • z.B. Haare, Feldern, Blätter, ... • Mangel an Pigmenten: Albinismus • keinetechnischeVerwendungnatürlicherPigmente

21. anorganischePigmente • reagierennichtmitSauerstoff • resistentgegenAlterung • meistsehrhitzebeständig • Verwendung in Porzellanmalerei • geringereVielfaltalsorganische • oft gesundheitlichbedenklich (Schwermetallverbindungen)

22. organischePigente • Bsp.: Hämoglobin (Blutfarbstoff), Indigo • Leukoformen (nichtpigmentiert) werdendurch Oxidation zuPigmentfarbstoffen • synthetischhergestelltePigmente • Unterteilung in Azo- und Nichtazopigmente (Azopigmente: enthalten mind. eine -N=N- Gruppe)

23. Effektpigmente • Bronze- bzwAluminiumpigment • goldenesbzw. silbernesSchimmern • Qualitäthängt von Regelmäßigkeit und GrößederTeilchenab

24. Effektpigmente • Perlglanz- oderInterferenzpigmente • BeschichtungmitmehrerensehrdünnenOxidschichten (ca. 100nm) • Dünnschichtinterferenz

25. (Dünnschicht-)Interferenz • Aufspaltung des kontinuirlichenSpektrums in einzelneWellenlängen (ähnlichwiebeimPrisma)

26. Effektpigmente • Perlglanz- oderInterferenzpigmente • BeschichtungmitmehrerensehrdünnenOxidschichten (ca. 100nm) • Dünnschichtinterferenz • Erzeugung von praktischbeliebigenFarbnuance • blickwinkelabhängigeFarbe (“Farb-Flop”) • BeispieleInterferenz: Holo-Geschenkband, Luftballon, Schneekugel; an dünnenSchichten: Öllache, Seifenblase)

27. Effektpigmente • Leuchtpigmente • FluoreszenzpigmentefürTagleuchtfarben (“Neonfarben”) • PhosphorizierendeStoffefürNachtleuchtfarben

28. Fluoreszenz • durchFluoreszenzkann UV-Lichtsichtbarwerden • keinNachleuchten

29. Phosphoreszenz • ElektronverweiltbiszumehrereStunden in metastabilemZustand Nachleuchten

30. Effektpigmente • Radiolumineszenspigmente • Alpha- Betta- oderRöntgenstrahlung (radioaktiv) regen Gas oderBeschichtungzumLeuchten an • Heute in Uhren, Amaturen: Tritium (Betastrahler) • Strahlungextremschwach

31. Verwendungsbereich • Lacke, Anstrichfarben • Druckerfarben • Färbung von Kunststoffen • Künstlerfarben, Buntstifte • Textildruck • Kosmetika

32. Toxikologie • aufgrundihrerUnlöslichkeitweitestgehendunbedenklich • gesundheitlichebedenkenwegenStaubcharakter • VerwendungmitBinde- und Lösemitteln toxikologischeWirkungdieserStoffe

33. Inhalt • Farbfotographie • Pigmentfarbstoffe • Lacke • Begriffsklärung • Zusammensetzung • Bindemittel • Lösungsmittel • Additive • Trocknung des Lacks

34. Was sindLacke? • Beschichtungsstoffe • bildeteinendünnen Film • Veredleung • z.B. durchFarbe, Glanz, Lotuseffekt • Schutz des Untergruds • z.B. vorKorrosion, Licht, Wärme

35. Zusammensetzung von Lacken

36. Bindemittel - Aufgabe • verbindet die einzelnenBestandteile des Lacks • bewirktHaftung von Lack auf Oberfläche

37. Bindemittel - Funktionsweise • bestehtaus (Kunst-)Harzen, ÖlenoderKunststoffen • Synthese von Kunstharzen: Polymerisation • Polymere • langeKetten hoheintermolekulareKräfte

38. Polymerisation • VerbindungderMonomerezueinem Polymer • Mechanismen: Polymerisation (anionisch, kathionisch, radikalisch), Polykondensatio, Polyaddition

39. Zusammensetzung von Lacken

40. Lösungsmittel - Aufgabe • Verdünnung, damitLackeverarbeitetwerdenkönnen • GeschwindigkeitderVerdunstungbeimTrocknungsprozessbeeinflusstEigenschaften des Lacks • Beispiele: Benzine, Acetone, Wasser (oft Kombinationen)

41. Zusammensetzung von Lacken

42. Additive • ZusätzemitgewissenEigenschaften • Beispiele: Beschleuniger/Härter, Korrosionsschutz

43. Trocknung des Lacks

44. PhysikalischeTrocknung • VerdunstenderLösungsmittelführtzu “Verkleben” derBindungsmittelkettendurchIntermolekulareKräfte • kanndurchLösemittelwiederverflüssigtwerden • Dämpfewerdenfrei Lösemittel

45. ChemischeVernetzung • erneuteVernetzungderlangenPolymermoleküle • Usachen: • Oxidation, Hitze • Kalthärten von Zwei-Komponenten-Lack Härter Bindemittel

46. Quellen • Physikjornal, 12/2013 • SpektrumderWissenschaft, 12/2013 • http://www.chemie.de/lexikon/Pigment.html • http://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de/umat/fluoreszenz/fluoreszenz.htm • http://me-lrt.de/atome-hulle-und-kern • http://www.chemiedidaktik.uni-wuppertal.de/material/gestaltungs_technik/6_lacke.pdf • http://www.kunststoff-schweiz.ch/html/kationische_polymerisation.html • http://de.wikipedia.org/wiki/Lumineszenz • http://www.photovoltaiksolarstrom.de/photovoltaiklexikon/leitungsband-und-valenzband • http://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de/umat/farbfotografie/farbfoto.htm

47. Bildquellen • http://static.cosmiq.de/data/de/3dc/36/3dc3612e9345561ffe892a1ec33253a4_1_orig.jpg • http://www.chemgapedia.de/vsengine/media/vsc/de/ph/14/ep/einfuehrung/wellenoptik/bilder/sk10_1.png • http://1.bp.blogspot.com/-1UgWDv76CIs/TuJ3e3iD3SI/AAAAAAAAFQM/FjIWu-GVFvc/s1600/DSCI4371.JPG • http://www.stempelfeld.de/Fluchtwegschild-im-Dunkeln.jpg • http://watch-wiki.org/images/thumb/1/18/GO_Senator_Navigator_Ewiger_Kalender_4.jpg/180px-GO_Senator_Navigator_Ewiger_Kalender_4.jpg • http://referate.mezdata.de/sj2009/dslr_sinan-saglam/res-wiki/slr1.jpg • http://www.buecherundbilder.de/images/einaeugige-slr.jpg • http://www.photovoltaiksolarstrom.de/wp-content/uploads/2012/09/entstehung_energieb%C3%A4nder.gif • http://www.halbleiter.org/img/grundlagen/leiter/potentialtoepfe.gif • http://www.chemgapedia.de/vsengine/media/vsc/de/ch/11/aac/vorlesung/kap_2/kap2_6/grafik/e_level.gif

48. Vielen Dank fürEureAufmerksamkeit! 