Modrý pigment - ftalocyanin mědi - PB 15

Ftalocyanin mědi je komplex mědi a ftalocyaninu. Je to nejvýznamnější moderní modrý pigment, který známe už asi 100 roků. (délka blogu 4 min.)

Je nejpoužívanější a nejrozšířenější malířskou modří, jak se ukázalo při průzkumu obrazů z dvacátého století. Zároveň se ftalocyanin mědi využívá ve velkém například i v kosmetice nebo v obalových materiálech. Taví se až při 480 °C a je prakticky nerozpustný ve vodě. Jeho zpracování trochu ztěžuje nízká hustota (1,61 g/cm3) - jemně mletý pigment se špatně smáčí vodou a je poměrně lehký, takže hodně práší. Trocha námahy při jeho zpracování se ovšem vyplácí. Má totiž vynikající stálost na světle, dobře odolává chemickým vlivům nebo počasí.

PB15 - názvosloví

Látka je známá pod mnoha různými jmény. Můžete ji nalézt pod označením monastrální modrá, ftalo modrá, heliogen modrá, Windsorská modrá, ftalocyaninová modř, C. I. Pigment Blue 15:x nebo C.I. 74160. Používá se také zkratka CuPc. V systému Colour Index se jmenuje Pigment Blue 15 (PB 15).

Celá věc je ale ještě o něco složitější. Jako PB 15 se totiž označuje celkem šest forem CuPc. Jedná se o nestabilizovanou formu PB 15:0, nekrystalizující alfa-formu PB 15:1, nekrystalizující a nesrážející se alfa-formu PB 15:2, beta-formu PB 15:4 a epsilon-formu PB 15:6.

Různé druhy tohoto pigmentu se od sebe liší stabilitou, rozpustností a odstínem. Jistě jste si všimli, že ve výčtu chybí pigment PB 15:5. Jedná se o tzv. gama-formu, která se nevyrábí proto, že je ekonomicky nevýhodná - pigment by byl příliš drahý.

CuPc se ovšem teoreticky může vyskytovat dokonce v celkem 11 modifikacích. Jen tři z nich se používají v průmyslu. Jedná se o tepelně méně stabilní červeně zbarvenou formu Pigment Blue 15:0, 15:1 a 15:2, stabilní nazelenale zbarvenou variantu Pigment Blue 15:3 a 15:4 a načervenalý Pigment Blue 15:6.

Výroba a použití PB 15

Sloučenina kovu a ftalocyaninů byla objevena už ve dvacátých letech 20. století. Konkrétně CuPc (ftalocyanin mědi) byl poprvé syntetizován v roce 1927.

V roce 1934 se objevil na trhu výrobek firmy ICI v Trafford Parku (v Manchesteru). V roce 1936 přišel německý Bayer s vlastním výrobním procesem (odlišným od procesu, používaného v Anglii a USA) a s pigmentem s obchodním názvem Heliogenblau B. Nový pigment v dalších letech prakticky nahradil v různých výrobcích dříve používané anorganické pigmenty ultramarín a pruskou modř.

Dnes je CuPc nejběžnější pigment používaný v modré barevné škále v lacích a barvách, plastech a tiskařských barvách. Určitě si ho vybavíte: tímto pigmentem se barví modré recyklační nádoby na papírový odpad.

Různé modifikace s kontrolovanou kvalitou jsou schváleny jako barviva v kosmetice a zubních pastách. Nejběžnější jsou přitom modifikace alfa a beta.

V tiskařských barvách je beta modifikace ftalocyaninu mědi (Pigment Blue 15:3) azurovým standardem pro tříbarevný tisk a čtyřbarevný tisk.

Zajímavé je, že část surového ftalocyaninu mědi je používána k výrobě … jiného pigmentu.

Jeho chlorováním totiž vzniká ftalocyaninová zeleň, známá jako CI Pigment Green 7, což je nejběžněji používaný zelený pigment. I on je poměrně levný a není toxický, takže se rychle prosadil v barevné paletě malířů ale i u různých průmyslových výrobků.

Další úpravy ftalocyaninu pak vedou ke vzniku modrého pigmentu PB 16 (což je ftalocyanin bez atomu kovu), modrého pigmentu PB 75 (ftalocyanin s atomem kobaltu) nebo třeba PB 79 (ftalocyanin s atomem hliníku).

Použití jako malířská barva

PB 15 se dostával na malířskou paletu jen poměrně pomalu. Důvodem byla jeho špatná smáčivost vodou. Aby se vůbec mohl zpracovávat, musí být vždy upraven pomocí alkoholu. Jeho krycí schopnost navíc není tak výrazná jako u starších anorganických pigmentů. Zato je jeho barva opravdu hodně intenzivní.

Pigment je o něco světlejší než (starší) pruská modř a je pronikavější, což se ukazuje například při míchání zelených odstínů. Navíc není náchylný ke změnám ani v kyselém ani v zásaditém prostředí, používá se tedy jako tempera, vodovka, gouace, v olejové barvě, akrylové barvě ale také při malbě do vlhké omítky - metodě fresky.

Na trhu jsou k dostání modifikace s načervenalým odstínem, s nazelenalým odstínem nebo varianty čistě modré.

Ftalocyanin mědi byl kromě toho součástí úplně prvních organických článků. Dnes je jedním z nejběžněji používaných donorových materiálů v moderních organických solárních článcích.

^{Zdroje: https://pubs.aip.org/aip/apl/article-abstract/48/2/183/1023090/Two-layer-organic-photovoltaic-cell?redirectedFrom=fulltext, https://gestis.dguv.de/data?name=013930, GHS Material Safety Data Sheet, BASF, https://www.kremer-pigmente.com/de/suche/?q=PB+15&l=+}