Otrzymywanie pigmentów metodą adsorpcji wybranych

„Otrzymywanie pigmentów metodą adsorpcji wybranych barwników
organicznych na nośniku tlenkowym TiO2-SiO2 oraz jego
zmodyfikowanych formach”
Agnieszka Przybylska
Stypendystka projektu pt. „Wsparcie stypendialne dla doktorantów na kierunkach uznanych za
strategiczne z punktu widzenia rozwoju Wielkopolski”, Poddziałanie 8.2.2 Programu
Operacyjnego Kapitał Ludzki
Praca doktorska dotyczy otrzymywania kompozytu TiO2-SiO2 (i jego zmodyfikowanych
form) oraz adsorpcji wybranych barwników organicznych z wodnych roztworów o różnych
stężeniach i różnym pH. W procesie adsorpcji użyto barwników o charakterze kwasowym jak
i zasadowym. Podczas badań otrzymano hybrydę tlenkową TiO2-SiO2 z układów emulsyjnych
o określonych właściwościach fizykochemicznych oraz morfologiczno-dyspersyjnych, którą
następnie zastosowano, jako nośnik w procesie adsorpcji barwników, w wyniku czego
otrzymano barwne pigmenty.
Otrzymaną hybrydę tlenkową poddano również procesowi modyfikacji, podczas
strącania roztworem, azotanu kobaltu w wyniku czego otrzymano kompozyt o większej
powierzchni właściwej. W wyniku zastosowania sfunkcjonalizowanego nośnika otrzymano
pigmenty odznaczające się intensywniejszą barwą. Kompozyty tlenkowe takie jak TiO2-SiO2
utrzymują aktywność katalityczną oraz mają właściwości zarówno ditlenku tytanu, który
zalicza się do półprzewodników typu n, jak i SiO2, która charakteryzuje się dużą stabilnością
termiczną oraz doskonałą wytrzymałością mechaniczną. Kompozyty zawierające w swej
strukturze ugrupowania Ti-O-Si mogą być stosowane jako komponenty farb, lub
kosmetyków. Układ TiO2-SiO2 posiada właściwości ditlenku tytanu dlatego można szukać
jego aplikacji w takich przemysłach jak farb i lakierów, kosmetycznym, farmaceutycznym, w
przemyśle tworzyw sztucznych oraz wielu innych dziedzinach. Z doniesień literaturowych
wynika, że zastosowanie układów TiO2-SiO2 w materiałach włókienniczych powoduje
zmniejszenie ich transmitancji w zakresie promieniowania UV, co jest spowodowane
znacznym wzrostem jego pochłaniania. Materiały włókiennicze modyfikowane tym produktem
charakteryzują się dobrymi właściwościami barierowymi.
Otrzymywane przeze mnie układy hybrydowe kompozyt TiO2-SiO2/barwnik zalicza się
do pigmentów nieorganicznych, które mają bardzo dobre właściwości kryjące i są o wiele
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego
bardziej odporne na działanie światła czy temperatury niż pigmenty organiczne. Pigmenty są
najczęściej wykorzystywane do barwienia farb, atramentów do drukarek, tworzyw
sztucznych, a także w szerszym zakresie substratów włączając papier, materiały
włókiennicze, gumę, szkło, ceramikę, kosmetyki, kredki, materiały budowlane tj. cement i
beton. Ponadto są także stosowane do modyfikowania właściwości optycznych materiałów
oraz pogłębiania siły krycia farb i lakierów. Substancje barwne tzn.: barwniki, pigmenty
stosowane są do barwienia materiałów i wyrobów przeznaczonych do kontaktu z żywnością
muszą spełniać wymagania stawiane przez Unię Europejską. Układy hybrydowe kompozyt
TiO2-SiO2/barwnik organiczny mogą pełnić rolę nie tylko napełniacza, ale również mogą
nadawać kolor tworzywom sztucznym.
Rys.1. Zdjęcie mikroskopowo-elektronowe nośnika TiO2-SiO2
Otrzymany kompozyt
TiO2-SiO2 jak również otrzymywane barwne pigmenty,
charakteryzują się bardzo dobrymi właściwościami fizykochemicznymi oraz 65%-ową
zawartością TiO2 oraz znikomą obecnością formy anatazowej TiO2. Czysty nośnik oraz
barwne pigmenty mogą znaleźć zastosowanie w wielu zarówno małych, jak i dużych
przedsiębiorstwach, znajdujących się na terenie Województwa Wielkopolskiego m.in.:
farmaceutycznych
(Biofarm,
GlaxoSmithKline),
kosmetycznych
(Nivea,
Beiersdorf
Manufacturing), Novol, Śnieżka, Master plus, Grace. Należy podkreśli, że technologia
otrzymywania kompozytu oraz pigmentów jest znacznie korzystniejsza cenowo w
porównaniu do technologii otrzymywania ditlenku tytanu a przede wszystkim nie szkodliwa
dla środowiska. Ponadto zastosowanie nośników oraz pigmentów np. w farbach można
otrzymać produkt o lepszych właściwościach tzn. o większej sile krycia, bardziej odporne na
czynniki atmosferyczne itp.
Praca doktorska współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach
Europejskiego Funduszu Społecznego