Un tinte es una sustancia coloreada que se une químicamente al sustrato al que se aplica. Esto distingue a los tintes de los pigmentos que no se unen químicamente al material que colorean. El tinte generalmente se aplica en una solución acuosa y puede requerir un mordiente para mejorar la solidez del tinte en la fibra. [2]
La mayoría de los tintes naturales se derivan de fuentes no animales, como raíces, bayas, corteza, hojas, madera, hongos y líquenes . [3] Sin embargo, debido a la demanda a gran escala y las mejoras tecnológicas, la mayoría de los tintes utilizados en el mundo moderno se producen sintéticamente a partir de sustancias como los petroquímicos. [4] Algunos se extraen de insectos y/o minerales . [5]
Los tintes sintéticos se producen a partir de diversos productos químicos. La gran mayoría de los tintes se obtienen de esta manera debido a su mayor costo, propiedades ópticas (color) y resiliencia (solidez, mordiente). [2] Tanto los tintes como los pigmentos son coloreados, porque absorben solo algunas longitudes de onda de la luz visible . Los tintes suelen ser solubles en algún disolvente, mientras que los pigmentos son insolubles. Algunos tintes se pueden volver insolubles con la adición de sal para producir un pigmento de laca .
El teñido de textiles se remonta al Neolítico . A lo largo de la historia, la gente ha teñido sus textiles utilizando materiales comunes y disponibles localmente. Los escasos tintes que producían colores brillantes y permanentes, como los tintes naturales de invertebrados, el púrpura de Tiro y el kermes carmesí, eran artículos de lujo muy apreciados en el mundo antiguo y medieval. Los tintes de origen vegetal, como el pastel , el índigo , el azafrán y la rubia , eran productos comerciales importantes en las economías de Asia y Europa. En Asia y África, se producían tejidos estampados utilizando técnicas de teñido por reserva para controlar la absorción del color en la tela teñida en pieza. Los tintes del Nuevo Mundo, como la cochinilla y el palo de Campeche, fueron traídos a Europa por las flotas del tesoro españolas , [6] y los tintes de Europa fueron llevados por los colonos a América. [7]
Se han encontrado fibras de lino teñidas en la República de Georgia en una cueva prehistórica que data de 36.000 a . C. [8] [9] La evidencia arqueológica muestra que, particularmente en la India y Fenicia , el teñido se ha llevado a cabo ampliamente durante más de 5.000 años. Los primeros tintes se obtenían de fuentes animales , vegetales o minerales , con poco o ningún procesamiento. Con mucho, la mayor fuente de tintes ha sido el reino vegetal , en particular raíces, bayas, corteza, hojas y madera, de los cuales solo unos pocos se utilizan a escala comercial.
La primera industrialización fue llevada a cabo por J. Pullar and Sons en Escocia. [10] El primer tinte sintético, el malva , fue descubierto por casualidad por William Henry Perkin en 1856. [11] [12] [13] El descubrimiento de la malva inició un auge en los tintes sintéticos y en la química orgánica en general. Le siguieron otros tintes de anilina , como la fucsina , la safranina y la indulina . Desde entonces se han preparado muchos miles de tintes sintéticos. [14] [15] [16]
El descubrimiento del malva también condujo a desarrollos en el campo de la inmunología y la quimioterapia . En 1863 se formó la precursora de Bayer AG en lo que se convirtió en Wuppertal , Alemania . En 1891, Paul Ehrlich descubrió que ciertas células u organismos absorbían ciertos tintes de forma selectiva. Luego razonó que se podía inyectar una dosis suficientemente grande para matar microorganismos patógenos, si el tinte no afectaba a otras células. Ehrlich pasó a utilizar un compuesto para atacar la sífilis , la primera vez que se utilizó una sustancia química para matar selectivamente las bacterias en el cuerpo. También utilizó azul de metileno para atacar al plasmodium responsable de la malaria . [17]
El color de un tinte depende de la capacidad de la sustancia para absorber luz dentro de la región visible del espectro electromagnético (380-750 nm). Una teoría anterior conocida como teoría de Witt afirmaba que un tinte coloreado tenía dos componentes, un cromóforo que imparte color al absorber luz en la región visible (algunos ejemplos son los grupos nitro , azo y quinoides ) y un auxocromo que sirve para intensificar el color. Esta teoría ha sido reemplazada por la teoría de la estructura electrónica moderna que afirma que el color de los tintes se debe a la excitación de los electrones π de valencia por la luz visible. [18]
Los colorantes se clasifican según su solubilidad y propiedades químicas. [2]
Los colorantes ácidos son colorantes aniónicos solubles en agua que se aplican a fibras como la seda , la lana , el nailon y las fibras acrílicas modificadas mediante baños de colorante neutros a ácidos. La adhesión a la fibra se atribuye, al menos en parte, a la formación de sal entre los grupos aniónicos de los colorantes y los grupos catiónicos de la fibra. Los colorantes ácidos no son sustantivos para las fibras celulósicas . La mayoría de los colorantes alimentarios sintéticos entran en esta categoría. Algunos ejemplos de colorantes ácidos son el azul puro B de alizarina, el rojo ácido 88 , etc.
Los colorantes básicos son colorantes catiónicos solubles en agua que se aplican principalmente a las fibras acrílicas , pero también se utilizan en la lana y la seda. Normalmente se añade ácido acético al baño de colorante para facilitar la absorción del colorante en la fibra. Los colorantes básicos también se utilizan en la coloración del papel .
El teñido directo o sustantivo se lleva a cabo normalmente en un baño de tintura neutro o ligeramente alcalino , en el punto de ebullición o cerca de él , con la adición de cloruro de sodio (NaCl) o sulfato de sodio ( Na2SO4 ) o carbonato de sodio ( Na2CO3 ) . Los colorantes directos se utilizan en algodón , papel, cuero , lana, seda y nailon . También se utilizan como indicadores de pH y como colorantes biológicos .
Los colorantes láser se utilizan en la producción de algunos láseres, medios ópticos ( CD-R ) y sensores de cámara ( matriz de filtros de color ). [19]
Los tintes mordientes requieren un mordiente , que mejora la solidez del tinte frente al agua, la luz y la transpiración . La elección del mordiente es muy importante, ya que diferentes mordientes pueden cambiar significativamente el color final. La mayoría de los tintes naturales son tintes mordientes y, por lo tanto, existe una gran base bibliográfica que describe las técnicas de teñido. Los tintes mordientes más importantes son los tintes mordientes sintéticos, o tintes de cromo, utilizados para la lana; estos comprenden alrededor del 30% de los tintes utilizados para la lana y son especialmente útiles para los tonos negros y azul marino. El mordiente dicromato de potasio se aplica como tratamiento posterior. Es importante señalar que muchos mordientes, en particular los de la categoría de metales pesados, pueden ser peligrosos para la salud y se debe tener mucho cuidado al usarlos.
Los tintes de tina son esencialmente insolubles en agua y no pueden teñir fibras directamente. Sin embargo, la reducción en licor alcalino produce la sal de metal alcalino soluble en agua del tinte. Esta forma es a menudo incolora, en cuyo caso se denomina tinte Leuco , y tiene afinidad por la fibra textil. La oxidación posterior reforma el tinte insoluble original. El color del denim se debe al índigo , el tinte de tina original.
Los tintes reactivos utilizan un cromóforo unido a un sustituyente que es capaz de reaccionar directamente con el sustrato de la fibra. Los enlaces covalentes que unen el tinte reactivo a las fibras naturales los convierten en uno de los tintes más permanentes. Los tintes reactivos "fríos", como Procion MX , Cibacron F y Drimarene K, son muy fáciles de usar porque el tinte se puede aplicar a temperatura ambiente. Los tintes reactivos son, con diferencia, la mejor opción para teñir algodón y otras fibras de celulosa en casa o en el estudio de arte.
Los colorantes dispersos se desarrollaron originalmente para teñir acetato de celulosa y son insolubles en agua. Los colorantes se muelen finamente en presencia de un agente dispersante y se venden como una pasta, o se secan por aspersión y se venden como un polvo. Su uso principal es para teñir poliéster , pero también se pueden usar para teñir nailon, triacetato de celulosa y fibras acrílicas. En algunos casos, se requiere una temperatura de teñido de 130 °C (266 °F) y se utiliza un baño de teñido presurizado. El tamaño de partícula muy fino proporciona una gran área de superficie que ayuda a la disolución para permitir la absorción por la fibra. La velocidad de teñido puede verse significativamente influenciada por la elección del agente dispersante utilizado durante la molienda.
El teñido azoico es una técnica en la que se produce un colorante azoico insoluble directamente sobre la fibra o dentro de ella. Esto se logra tratando una fibra con componentes diazoicos y de acoplamiento. Con un ajuste adecuado de las condiciones del baño de teñido, los dos componentes reaccionan para producir el colorante azoico insoluble requerido. Esta técnica de teñido es única, ya que el color final se controla mediante la elección de los componentes diazoicos y de acoplamiento. Este método de teñido del algodón está perdiendo importancia debido a la naturaleza tóxica de los productos químicos utilizados.
Los tintes de azufre son tintes económicos que se utilizan para teñir algodón con colores oscuros. El teñido se realiza calentando la tela en una solución de un compuesto orgánico, normalmente un derivado del nitrofenol, y sulfuro o polisulfuro . El compuesto orgánico reacciona con la fuente de sulfuro para formar colores oscuros que se adhieren a la tela. El negro de azufre 1, el tinte de mayor venta por volumen, no tiene una estructura química bien definida.
Algunos tintes comúnmente utilizados en la tinción:
Otra clase que describe el papel de los colorantes, en lugar de su modo de uso, es el colorante alimentario . Debido a que los colorantes alimentarios se clasifican como aditivos alimentarios , se fabrican con un estándar más alto que algunos colorantes industriales. Los colorantes alimentarios pueden ser directos, mordientes y colorantes de tina, y su uso está estrictamente controlado por la legislación . Muchos son colorantes azoicos , aunque los compuestos de antraquinona y trifenilmetano se utilizan para colores como el verde y el azul . También se utilizan algunos colorantes naturales. [20]
También se han establecido otras clases, entre ellas:
Por la naturaleza de su cromóforo , los colorantes se dividen en: [23]
Los tintes producidos por las industrias textil, de impresión y papelera son una fuente de contaminación de ríos y vías fluviales. [24] Se estima que anualmente se producen 700.000 toneladas de tintes (datos de 1990). La eliminación de ese material ha recibido mucha atención, utilizando medios químicos y biológicos. [25]
Un “colorante vital” o tinción es un colorante capaz de penetrar en las células o tejidos vivos sin causar cambios degenerativos visibles inmediatos. [26] Estos colorantes son útiles en los campos médico y patológico para colorear selectivamente ciertas estructuras (como las células) con el fin de distinguirlas del tejido circundante y, de este modo, hacerlas más visibles para su estudio (por ejemplo, bajo un microscopio). Como la visibilidad está destinada a permitir el estudio de las células o los tejidos, suele ser importante que el colorante no tenga otros efectos sobre la estructura o la función del tejido que puedan perjudicar la observación objetiva.
Se hace una distinción entre los colorantes que se utilizan en células que se han extraído del organismo antes del estudio (tinción supravital) y los colorantes que se utilizan dentro de un cuerpo vivo (administrados por inyección u otros medios) (tinción intravital), ya que estos últimos están sujetos (por ejemplo) a normas de seguridad más estrictas y normalmente deben ser una sustancia química que se sabe que evita causar efectos adversos en cualquier bioquímica (hasta que se elimine del tejido), no solo en el tejido en estudio o en el corto plazo.
El término "tinción vital" se utiliza ocasionalmente de forma intercambiable con las tinciones intravital y supravital, siendo el concepto subyacente en ambos casos que las células examinadas todavía están vivas. En un sentido más estricto, el término "tinción vital" significa el polo opuesto de "tinción supravital". Si las células vivas absorben la tinción durante la tinción supravital, la excluyen durante la "tinción vital"; por ejemplo, se tiñen negativamente mientras que sólo las células muertas se tiñen positivamente, y por lo tanto la viabilidad se puede determinar contando el porcentaje de células totales que se tiñen negativamente. Debido a que el tinte determina si la tinción es supravital o intravital, se puede utilizar una combinación de tintes supravitales y vitales para clasificar con mayor precisión las células en varios grupos (por ejemplo, viables, muertas, moribundas). [27]
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