Définition et chimie des pigments

Un pigment est une substance qui apparaît d'une certaine couleur car il absorbe sélectivement longueur d'onde de la lumière. Bien que de nombreux matériaux possèdent cette propriété, les pigments ayant des applications pratiques sont stables à des températures normales et ont une force de teinture élevée, donc seulement une petite quantité est nécessaire pour voir la couleur lorsqu'elle est utilisée sur des objets ou mélangée avec un support. Les pigments qui s'estompent ou noircissent avec le temps ou avec une exposition prolongée à la lumière sont appelés pigments fugitifs.

Les premiers pigments provenaient de sources naturelles, comme le charbon de bois et les minéraux broyés. Les peintures rupestres paléolithiques et néolithiques indiquent le noir de carbone, l'ocre rouge (oxyde de fer, Fe₂O₃) et ocre jaune (oxyde de fer hydraté, Fe₂O₃· H₂O) étaient connus de l'homme préhistorique. Les pigments synthétiques sont entrés en service dès B.C.E. 2000. Le plomb blanc a été fabriqué en mélangeant du plomb et du vinaigre en présence de dioxyde de carbone. Le bleu égyptien (silicate de calcium et de calcium) provient de verre coloré à la malachite ou à un autre minerai de cuivre. Comme de plus en plus de pigments se sont développés, il est devenu impossible de garder une trace de leur composition.

Au 20e siècle, l'Organisation internationale de normalisation (ISO) a élaboré des normes pour les caractéristiques et les tests des pigments. Le Color Index International (CII) est un index standard publié qui identifie chaque pigment en fonction de sa composition chimique. Plus de 27 000 pigments sont indexés dans le schéma CII.

Un pigment est une substance sèche ou non insoluble dans son support liquide. Un pigment sous forme liquide une suspension. En revanche, un colorant est soit un colorant liquide, soit se dissout dans un liquide pour former une solution. Parfois, un colorant soluble peut être précipité en un pigment de sel métallique. Un pigment fabriqué à partir d'un colorant de cette manière est appelé pigment de lac (par exemple, lac en aluminium, lac indigo).

Les pigments et les colorants absorbent la lumière pour donner une certaine couleur. En revanche, la luminescence est un processus par lequel un matériau émet de la lumière. des exemples de luminescence comprennent phosphorescence, fluorescence, chimioluminescence et bioluminescence.

En biologie, le terme "pigment" est défini quelque peu différemment, lorsqu'un pigment fait référence à toute molécule colorée trouvée dans une cellule, qu'il soit soluble ou non. Donc, bien que l'hémoglobine, chlorophylle, la mélanine et la bilirubine (comme exemples) ne correspondent pas à la définition étroite du pigment en science, ce sont des pigments biologiques.

Dans les cellules animales et végétales, la couleur structurelle se produit également. Un exemple peut être vu dans les ailes de papillon ou les plumes de paon. Les pigments sont de la même couleur, quelle que soit la façon dont ils sont vus, tandis que la couleur structurelle dépend de l'angle de vue. Alors que les pigments sont colorés par absorption sélective, la couleur structurelle résulte d'une réflexion sélective.

Les pigments absorbent sélectivement les longueurs d'onde de la lumière. Lorsque la lumière blanche frappe une molécule de pigment, différents processus peuvent conduire à l'absorption. Les systèmes conjugués de doubles liaisons absorbent la lumière dans certains pigments organiques. Les pigments inorganiques peuvent absorber la lumière par transfert d'électrons. Par exemple, le vermillon absorbe la lumière, transférant un électron de l'anion soufre (S^2-) à un cation métallique (Hg²⁺). Les complexes de transfert de charge éliminent la plupart des couleurs de lumière blanche, réfléchissant ou diffusant le reste pour apparaître comme une certaine couleur. Les pigments absorbent ou soustraient les longueurs d'onde et n'y ajoutent pas comme le font les matériaux luminescents.

le spectre de la lumière incidente affecte l'apparence d'un pigment. Ainsi, par exemple, un pigment n'apparaîtra pas tout à fait de la même couleur sous la lumière du soleil que sous un éclairage fluorescent, car une plage de longueurs d'onde différente doit être réfléchie ou diffusée. Lorsque la couleur d'un pigment est représentée, la couleur de la lumière de laboratoire utilisée pour prendre la mesure doit être indiquée. Il s'agit généralement de 6500 K (D65), ce qui correspond à la température de couleur du soleil.

La teinte, la saturation et d'autres propriétés d'un pigment dépendent d'autres composés qui l'accompagnent dans les produits, tels que les liants ou les charges. Par exemple, si vous achetez une couleur de peinture, celle-ci apparaîtra différente selon la formulation du mélange. Un pigment aura un aspect différent selon que sa surface finale est brillante, mate, etc. La toxicité et la stabilité d'un pigment sont également affectées par d'autres produits chimiques dans une suspension de pigment. Ceci est préoccupant pour les encres de tatouage et leurs porteurs, entre autres applications. Beaucoup de pigments sont hautement toxiques à part entière (par exemple, blanc de plomb, vert chrome, orange molybdate, blanc antimoine).

Les pigments peuvent être classés selon qu'ils sont organiques ou inorganiques. Les pigments inorganiques peuvent ou non être à base de métal. Voici une liste de quelques pigments clés:

• Pigments de cadmium: rouge de cadmium, jaune de cadmium, orange de cadmium, vert de cadmium, sulfoséléniure de cadmium
• Pigments de chrome: jaune chrome, viridian (vert chrome)
• Pigments de cobalt: bleu cobalt, violet cobalt, bleu céruléen, auréoline (jaune cobalt)
• Pigments de cuivre: azurite, bleu égyptien, malachite, vert de Paris, violet Han, bleu Han, vert-de-gris, vert phtalocyanine G, bleu phthalocyanine BN
• Pigments d'oxyde de fer: ocre rouge, rouge vénitien, bleu de Prusse, sanguin, caput mortuum, oxyde rouge
• Pigments de plomb: plomb rouge, blanc plomb, blanc cremnitz, jaune Naples, jaune plomb-étain
• Pigment de manganèse: violet de manganèse
• Pigment de mercure: vermillon
• Pigments de titane: blanc de titane, noir de titane, jaune de titane, beige de titane
• Pigments de zinc: blanc de zinc, ferrite de zinc

• Pigments de carbone: noir de carbone, noir ivoire
• Terres argileuses (oxydes de fer)
• Pigments d'outremer (lapis lazuli): outremer, vert outremer

• Pigments biologiques: alizarine, cramoisi d'alizarine, gamboge, rouge cochenille, garance de rose, indigo, jaune indien, violet tyrien
• Pigments organiques non biologiques: quinacridone, magenta, jaune diarylide, bleu phtalo, vert phtalo, rouge 170