Pigment- farbstoffe

Pigment-farbstoffe

Lacke

Farb-fotographie

Inhalt Farbfotographie

Aufbau Analogkamera Prozess im Film Entwicklung Vom Negativ zum Positiv Farbige Fotos

Pigmentfarbstoffe Lacke

Aufbau Analogkamera

Aufbau Analogkamera

Fotografischer Prozess Film: Silberhalogenkristalle auf

Gelatineschicht Einstrahlung von Licht: einige Silberionen können im Gitter

wandern Absorbtion von Photonen: Elektron wird

vom Valenz- ins Leiterband angeregt (Photoelektron)

+ 2-

Erklärung Bändermodell vom Bohr’schen Atommodell zum

Bändermodell

Erklärung Bändermodell Valenzband: letztes besetztes Energieband Leiterband: nächst höheres Band Abstand zw.

Bändern: Bandlücke (je kleiner desto leitender)

Leiter: Valenzband nicht voll besetzt

Fotografischer Prozess Film: Silberhalogenkristalle auf

Gelatineschicht Einstrahlung von Licht: einige Silberionen können im Gitter wandern Absorbtion von Photonen: Elektron wird vom

Valenz- ins Leiterband angeregt (Photoelektron)

+ 2-

Photoelektron kann sich auf Leiterband frei bewegen

reagieren mit Silberionen

Fotografischer Prozess schnelle Rückreaktion Oberfläche der Silberhalogenitkristalle

(AgX) behandelt, sodass Ag2 an ihrer Oberfläche haften

Reifkeime Entstehung von Ag-Clustern

Cluster mit 4 oder mehr Ag-Atomen: Latentbildkeime

Spektrale Sensibilisierung Absorbtion nur bei Energie, die der der

Bandlücke entspricht bei AgBr: 2,6eV E = h*(c/λ )

Absorbtion von λ <480nm (blau bis UV) sichtbares Spektrum: ca. 400-700nm Belichtung von AgX reicht nicht aus adsorbtion eines Sensibilisatormolekül

an AgX-Oberfläche

Spektrale Sensibilisierung Sensibilisator: benötigt geringere

Anregungsenergie absorbiert auch höhere λ

Photoelektron des Sensibilisators geht in Leiterband des AgX-Kristalls über

Erzeugung von Latentbildkeimen

Entwicklung Latentbildkeime werden sichtbar

gemacht Latenzkeime oxidieren

Entwicklerflüssigkeit Entwicklerkation wird zu

Farbstoffmolekül damit nicht auch AgX-Kristalle (ohne

Latentbildkeime) angegriffen werden rechtzeitiger chemischer Stopp der Reaktion

Entwicklung Mechanismus

anodischer Teilprozess:Entwickler wird von Latenzkeim oxidiert

kathodischer Teilprozess:Elektronen neutralisieren Silberionen

Entstehung von Farbstoff durch Reaktion mit Kuppler

Fixieren Film enthält noch AgX-Kristalle kann

noch nicht ans Tageslicht Kristalle werden in Natriumthiosulfat

abreagiert zu Kompleysalt

Komplexsalz kann mit Wasser abgewaschen werden

Erstellen eines Positivs Negativ: enthält Farbstoff an

beleuchteten Stellen an beleuchteten Stellen dunkel und

umgekehrt Negativ wird auf Lichtempfindliches

Papier gelegt Papier wird durch Negativ belichtet an dunklen Stellen des Negativs

schwache Belichtung Positiv hell schwarz-weiß-Bild

Negative für Farbfotografie Film mit 3 Schichten für die 3

subtraktiven Grundfarben (yellow, magenta, cyan)

je nach Wellenlänge oxidieren die AgX-Kristalle in einer anderen Schicht

Farbige Positive auch auf dem Trägermaterial werden

unterschiedliche lichtempfindliche Schichten aufgebracht

Schichten: Rot-, Grün- und Blauempfindlich

Belichtung durch Negativ Farbiges Bild

Inhalt Farbfotographie Pigmentfarbstoffe

Definition natürliche Vorkommen anorganische und organische Pigmente Effektpigmente Verwendungsbereiche Toxikologie

Lacke

Definition Farbstoffe, die im Anwedungsmedium

unlöslich sind auch Substratfarben genannt

farbgebende und farblose Komponenten werden unlöslich miteinander verbunden

Dispergierung: Farbpigmente werden auf Dispergierungsmedium (“Trägermedium”) gleichmäßig verteilt

natürliche Vorkommen Farbträger so gut wie aller

pflanzlichen/tierischen Zellen/Oberflächen z.B. Haare, Feldern, Blätter, ...

Mangel an Pigmenten: Albinismus keine technische Verwendung natürlicher

Pigmente

anorganische Pigmente reagieren nicht mit Sauerstoff

resistent gegen Alterung meist sehr hitzebeständig

Verwendung in Porzellanmalerei geringere Vielfalt als organische oft gesundheitlich bedenklich

(Schwermetallverbindungen)

organische Pigente Bsp.: Hämoglobin (Blutfarbstoff), Indigo

Leukoformen (nicht pigmentiert) werden durch Oxidation zu Pigmentfarbstoffen

synthetisch hergestellte Pigmente Unterteilung in Azo- und Nichtazopigmente

(Azopigmente: enthalten mind. eine -N=N- Gruppe)

Effektpigmente Bronze- bzw Aluminiumpigment

goldenes bzw. silbernes Schimmern Qualität hängt von Regelmäßigkeit und

Größe der Teilchen ab

Effektpigmente Perlglanz- oder Interferenzpigmente

Beschichtung mit mehreren sehr dünnen Oxidschichten (ca. 100nm)

Dünnschichtinterferenz

(Dünnschicht-)Interferenz Aufspaltung des kontinuirlichen

Spektrums in einzelne Wellenlängen (ähnlich wie beim Prisma)

Effektpigmente Perlglanz- oder Interferenzpigmente

Beschichtung mit mehreren sehr dünnen Oxidschichten (ca. 100nm)

Dünnschichtinterferenz Erzeugung von praktisch beliebigen

Farbnuance blickwinkelabhängige Farbe (“Farb-Flop”) Beispiele Interferenz: Holo-Geschenkband,

Luftballon, Schneekugel; an dünnen Schichten: Öllache, Seifenblase)

Effektpigmente Leuchtpigmente

Fluoreszenzpigmente für Tagleuchtfarben (“Neonfarben”)

Phosphorizierende Stoffe für Nachtleuchtfarben

Fluoreszenz durch Fluoreszenz kann UV-Licht sichtbar

werden kein Nachleuchten

Phosphoreszenz Elektron verweilt bis zu mehrere Stunden

in metastabilem Zustand Nachleuchten

Effektpigmente Radiolumineszenspigmente

Alpha- Betta- oder Röntgenstrahlung (radioaktiv) regen Gas oder Beschichtung zum Leuchten an

Heute in Uhren, Amaturen: Tritium (Betastrahler)

Strahlung extrem schwach

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

Toxikologie aufgrund ihrer Unlöslichkeit

weitestgehend unbedenklich gesundheitliche bedenken wegen

Staubcharakter Verwendung mit Binde- und Lösemitteln

toxikologische Wirkung dieser Stoffe

Inhalt Farbfotographie Pigmentfarbstoffe Lacke

Begriffsklärung Zusammensetzung Bindemittel Lösungsmittel Additive Trocknung des Lacks

Was sind Lacke? Beschichtungsstoffe

bildet einen dünnen Film Veredleung

z.B. durch Farbe, Glanz, Lotuseffekt Schutz des Untergruds

z.B. vor Korrosion, Licht, Wärme

Zusammensetzung von Lacken

Bindemittel - Aufgabe verbindet die einzelnen Bestandteile des

Lacks bewirkt Haftung von Lack auf Oberfläche

Bindemittel - Funktionsweise besteht aus (Kunst-)Harzen, Ölen oder

Kunststoffen Synthese von Kunstharzen:

Polymerisation Polymere

lange Ketten hohe intermolekulare Kräfte

Polymerisation Verbindung der Monomere zu einem

Polymer Mechanismen: Polymerisation (anionisch,

kathionisch, radikalisch), Polykondensatio, Polyaddition

Zusammensetzung von Lacken

Lösungsmittel - Aufgabe Verdünnung, damit Lacke verarbeitet

werden können Geschwindigkeit der Verdunstung beim

Trocknungsprozess beeinflusst Eigenschaften des Lacks

Beispiele: Benzine, Acetone, Wasser (oft Kombinationen)

Zusammensetzung von Lacken

Additive Zusätze mit gewissen Eigenschaften Beispiele: Beschleuniger/Härter,

Korrosionsschutz

Trocknung des Lacks

Physikalische Trocknung Verdunsten der Lösungsmittel führt zu

“Verkleben” der Bindungsmittelketten durch Intermolekulare Kräfte

kann durch Lösemittel wieder verflüssigt werden

Dämpfe werden freiLösemittel

Chemische Vernetzung erneute Vernetzung der langen Polymermoleküle Usachen:

Oxidation, Hitze Kalthärten von Zwei-Komponenten-Lack

Bindemittel

Härter

Quellen Physikjornal, 12/2013 Spektrum der Wissenschaft, 12/2013 http://www.chemie.de/lexikon/Pigment.ht

ml 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/ka

tionische_polymerisation.html http://de.wikipedia.org/wiki/Lumineszenz http://www.photovoltaiksolarstrom.de/ph

otovoltaiklexikon/leitungsband-und-valenzband

http://daten.didaktikchemie.uni-bayreuth.de/umat/farbfotografie/farbfoto.htm

Bildquellen http://static.cosmiq.de/data/de/3dc/36/3

dc3612e9345561ffe892a1ec33253a4_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

Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!