Лако-красочные материалы — производство

При обсуждении рассеяния света принималось, что частицы дис­персных систем не поглощают свет. Однако многие коллоидные системы имеют определенную окраску, что указывает на погло­щение ими света в соответствующей области спектра. Это зна­чит, что золь кажется окрашенным в цвет, дополнительный по­глощенному. Например, поглощая синюю часть (435—480 нм) видимого спектра (400—760 нм), золь оказывается желтым, при поглощении синевато-зеленой части (490—500 нм) он принима­ет красную окраску. При совместном действии всего видимого спектра на глаз человека возникает восприятие белого цвета, поэтому если лучи всего видимого спектра проходят через про­зрачное тело или отражаются от непрозрачного, то прозрачное тело кажется бесцветным, а непрозрачное — белым. Если тело поглощает излучение всего видимого спектра, оно кажется черным.

Золи могут быть бесцветными или же иметь окраску, интен­сивность которой изменяется в зависимости от концентрации дисперсной фазы или размера частиц. Например, гидрозоли кремнезема, глинозема, оксида олова бесцветны; они могут только рассеивать свет. Золи сульфида мышьяка имеют желтую окраску различного оттенка, сульфида сурьмы — оранжево — красную, берлинской лазури — синюю.

В проходящем свете золи кажутся гомогенными и очень по­хожими на истинные растворы. Поэтому поглощение света в них подчиняется закону Бугера — Ламберта — Бера, аналогично по­глощению в окрашенных истинных растворах

/п=/0е-*’с (V.30)

Где /„ — интенсивность прошедшего через золь света; /о— интенсивность падающего света; k — коэффициент поглощения; I,— толщина слоя золя; с — концентрация золя.

Коэффициент K учитывает также рассеяние света (мутность системы). Для исследования цветных золей можно использо­вать метод, основанный на измерении только рассеяния света, т. е. использовать турбидиметрию. Для этого применяют свето­фильтры, поглощающие свет в той же области спектра, что и исследуемый золь. Золи подчиняются закону Бугера — Ламбер­та— Бера при условии, что дисперсность частиц постоянна, а их концентрация достаточно мала (для исключения взаимного влияния частиц).

Золи с металлическими частицами очень сильно поглощают свет, что обусловлено генерацией в частицах электрического тока, большая часть энергии которого превращается в теплоту. Установлено, что для золей металлов характерна селективность поглощения, зависящая от дисперсности. С ростом дисперсно­сти максимум поглощения сдвигается в область коротких волн. Эффект влияния дисперсности связан с изменением как спектра поглощения, так и спектра рассеяния (фиктивного поглощения). Например, золи золота, радиус частиц которых составляет л ~20 нм, поглощают зеленую часть спектра (~530 нм), поэтому они имеют ярко-красную окраску, при радиусе частиц 40—50 нм максимум поглощения приходится на желтую часть спектра ( — 590—600 нм) и такой золь золота кажется синим. Очень вы­сокодисперсный золь золота, поглощая синюю часть спектра (440—450 нм), имеет желтую окраску, как и истинный раствор соли, например хлорида золота А11СІ3. Кривые световой абсорб­ции золей серы по мере увеличения дисперсности также посте­пенно приближаются к кривой абсорбции молекулярных раство­ров серы. Это подтверждает непрерывность некоторых свойств при переходе от дисперсных систем к истинным растворам.

Как уже отмечалось, с изменением дисперсности золей ме­няется интенсивность их окраски. Она максимальна при сред­них размерах частиц ультрамикрогетерогенных систем и умень­шается как при увеличении, так и при уменьшении дисперсно­сти. Например, наибольшая интенсивность окраски гидрозоля золота соответствует размерам частиц от 20 до 37 нм. Интерес­но, что золи с металлическими частицами обладают чрезвычай­но высокой интенсивностью окраски, превышающей иногда в сотни раз интенсивность окраски некоторых красителей.

Окраска многих минералов и драгоценных камней обуслов­лена наличием в них высокодисперсных частиц металлов и их оксидов. Например, прозрачным рубиновым стеклам окраску придают коллоидные частицы оксидов золота, железа. Следует отметить, что практически всем краскам и эмалям цвета сооб­щаются дисперсными пигментами. из оксидов и солей металлов (титана, железа, олова, меди и др.).