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永恒的顏料

  有這樣一種藍色顏料,它曾被古埃及人用于裝飾法老陵墓的陪葬藝術品,以提升其品質及價值。它提煉自一種極其稀有的珍貴礦石——青金石,并且這一方法沿用了數百年。

  由于青金石極為稀有,加上提煉難度極大,因此這種藍色顏料在保證高質量的同時,生產成本也相當高昂。所以在古時候,它僅被用于最尊貴的用途??上攵?,如果發明出這種顏料的合成方法必將獲得豐厚的回報。如今,這種珍貴的顏料被人們稱為“群青藍”。

  盡管群青仍然被用于繪畫顏料和洗滌用品,但塑料產業的崛起造就了今天大眾熟知的群青顏料。憑借無與倫比的鮮艷色彩和出眾的耐光性,群青可完美應用于繪畫顏料領域。因其無毒且無刺激性的特點,群青也是洗滌用品的理想產品,因為洗滌用品不可避免地要接觸到皮膚。除了這些優點以外,群青憑借其出色的熱穩定性迅速成為塑料著色不可或缺的顏料,決定了其在塑料等高溫應用領域的重要地位。

  群青之所以具有這一系列出眾特性,原因就隱藏在其生產過程中,而這一過程同樣生動有趣。

  群青化學結構中的硫離子(S3-)發色團是令其呈現藍色的主要原因。很難想象通常呈現黃色的硫元素亦可作為藍色發色團,但硫在特殊的價態下,確實如此。

  然而,發色團的發現僅是合成生產群青的第一步。發色團的不穩定性使其很容易被氧化,形成不可用于顏料的硫化物。

  因此,為避免發色團在生產過程中發生化學反應,需要將其置于由粘土(高嶺土)制成籠狀晶格結構內。

  生產過程在封閉窯爐進行,窯爐需先排出空氣,從而防止硫磺在達到反應溫度前發生氧化反應,然后將硫磺、粘土和碳酸鈉加熱到約800℃。在保持最高溫度一定時間后,即可形成最初的發色團,隨后將混合物進行冷卻,允許空氣緩慢進入窯爐,完成氧化過程。這一高溫加工流程需耗費兩周以上的時間才能完成。.

  掌握此生產工藝后,我們就可以明白為何群青具有如此出眾的特質。它的發色團十分特別,因而群青擁有通過其他顏料無法混合匹配的獨特色彩。群青用于塑料時具有很高的透明度,可為透明塑料產品帶來迷人的紅相藍,同時也可以用來校正白色塑料產品的泛黃現象。高溫生產工藝讓群青顏料具有與生俱來的熱穩定性。實際上,群青顏料在350℃的環境下仍很穩定,足以應用于所有常見塑料。此外,用于生產群青顏料的原材料經過縝密篩選,重金屬不會在生產工藝用到,有機化合物也無法在高溫中殘存。因此,無論從原材料還是生產過程來看,群青都是最安全的顏料之一。

  高溫煅燒工藝僅僅生產出未加工群青顏料,全部制造過程還遠未結束。在“干”加工之后,還需要對其進行精制,即將未加工的群青與水混合制成群青漿體,這一階段一般被稱為“濕”加工。在此期間,群青中的雜質將被去除。尤其是未經反應的硫,若不加以清除,將造成在某些高溫應用時產生異味,如塑料制造等。此外,以硫酸鈉為主的可溶物質也將被清除。

  最終,精制后的群青將被研磨成需要的粒徑大小,并與水分離。研磨后的群青顆粒大小從小于1微米到3微米不等。

  其后,群青顏料會根據粒徑的大小進行分級,分級后的產品經過干燥后最終制成精細的群青粉末。

  緣何精細顆粒如此重要?

  群青顏料的性質很大程度上取決于其顏料粒徑大小。

  與粗糙顆粒相比,精細顆粒著色力更強,色彩更為鮮艷,色相偏綠。技術級應用的群青顆粒大小一般在小于1微米至3微米之間,超過這一范圍的粗糙顆粒只能用于一些低端應用,如洗衣粉(見圖1)。用戶可根據著色力、色相和鮮艷度來選擇適當顆粒范圍的產品。

  在了解群青生產工藝后,我們還可以從其粒徑大小發現群青的另一重要特性,群青顏料的顆粒一般為1-3微米,與有機顏料比較大,所以群青更容易分散。

  數千年來,群青是創造鮮艷藍色的經典顏料。盡管如今藍色顏料選擇眾多,但群青的獨特性質使其在千年后的今天仍廣受青睞。也許數千年以后,我們的子孫后代仍會驚嘆群青,這一永恒顏料所特有的迷人色彩。


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