Un tinte es una sustancia coloreada que se une químicamente al sustrato al que se aplica. Esto distingue 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 sobre la fibra. [2]
La mayoría de los tintes naturales se derivan de fuentes no animales como raíces, bayas, cortezas, 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 costo superior, 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 pueden volverse insolubles con la adición de sal para producir un pigmento lacustre .
El teñido de textiles se remonta al período Neolítico . A lo largo de la historia, la gente ha teñido sus textiles utilizando materiales comunes disponibles localmente. Los escasos colorantes que producían colores brillantes y permanentes, como los tintes naturales de invertebrados, la púrpura de Tiro y la kermes carmesí , eran artículos de lujo muy apreciados en el mundo antiguo y medieval. Los tintes de origen vegetal como el glasto , el índigo , el azafrán y la rubia eran bienes comerciales importantes en las economías de Asia y Europa. En Asia y África, se produjeron telas estampadas utilizando técnicas de teñido resistente para controlar la absorción del color en telas teñidas en piezas. 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 colorantes 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 del año 36.000 antes de Cristo . [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 muy poco o ningún procesamiento. Con diferencia, la mayor fuente de tintes procede del reino vegetal , en particular raíces, bayas, cortezas, hojas y madera, de los cuales sólo unos pocos se utilizan a escala comercial.
La industrialización temprana estuvo a cargo de 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. Siguieron otros colorantes de anilina , como la fucsina , la safranina y la indulina . Desde entonces se han preparado miles de tintes sintéticos. [14] [15] [16]
El descubrimiento de la malva también condujo a avances en la inmunología y la quimioterapia . En 1863 se fundó la empresa precursora de Bayer AG en lo que luego sería Wuppertal , Alemania . En 1891, Paul Ehrlich descubrió que determinadas células u organismos absorbían determinados tintes de forma selectiva. Luego razonó que se podría inyectar una dosis suficientemente grande para matar microorganismos patógenos, si el tinte no afectaba a otras células. Ehrlich pasó a utilizar un compuesto para combatir la sífilis , la primera vez que se utilizó una sustancia química para matar selectivamente las bacterias del cuerpo. También utilizó azul de metileno para atacar el plasmodio 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 absorbiendo luz en la región visible (algunos ejemplos son los grupos nitro , azo y quinoide ) y un auxocromo que sirve para intensificar el color. Esta teoría ha sido reemplazada por la teoría moderna de la estructura electrónica, 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 tintes se clasifican según su solubilidad y propiedades químicas. [2]
Los tintes ácidos son tintes aniónicos solubles en agua que se aplican a fibras como la seda , la lana , el nailon y las fibras acrílicas modificadas utilizando baños de tinte neutros a ácidos. La unión a la fibra se atribuye, al menos en parte, a la formación de sales entre los grupos aniónicos de los tintes y los grupos catiónicos de la fibra. Los colorantes ácidos no son fundamentales para las fibras celulósicas . La mayoría de los colorantes alimentarios sintéticos entran en esta categoría. Ejemplos de colorantes ácidos son Alizarine Pure Blue B, Acid red 88 , etc.
Los tintes básicos son tintes catiónicos solubles en agua que se aplican principalmente a las fibras acrílicas , pero encuentran algún uso en la lana y la seda. Por lo general, se agrega ácido acético al baño de tinte para ayudar a la absorción del tinte en la fibra. Los tintes básicos también se utilizan en la coloración del papel .
El teñido directo o sustantivo normalmente se lleva a cabo en un baño de tinte neutro o ligeramente alcalino , en o cerca del punto de ebullición , con la adición de cloruro de sodio (NaCl) o sulfato de sodio (Na 2 SO 4 ) o carbonato de sodio (Na 2 CO 3 ). Los tintes directos se utilizan sobre algodón , papel, cuero , lana, seda y nailon . También se utilizan como indicadores de pH y como colorantes biológicos .
Los tintes láser se utilizan en la producción de algunos láseres, medios ópticos ( CD-R ) y sensores de cámaras ( matriz de filtros de color ). [19]
Los tintes mordientes requieren un mordiente , que mejore la solidez del tinte 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, que se utilizan para la lana; estos comprenden alrededor del 30% de los tintes utilizados para la lana y son especialmente útiles para los tonos negro y azul marino. Como tratamiento posterior se aplicael mordiente dicromato de potasio . 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 e incapaces de teñir las fibras directamente. Sin embargo, la reducción del licor alcalino produce la sal de metal alcalino soluble en agua del tinte. Esta forma suele ser incolora, en cuyo caso se denomina tinte Leuco y tiene afinidad por la fibra textil. La oxidación posteriorreforma 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 tintes se muelen finamente en presencia de un agente dispersante y se venden en forma de pasta, o se secan por aspersión y se venden en forma de polvo. Su uso principal es teñir poliéster , pero también pueden usarse 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 tinte presurizado. El tamaño de partícula muy fino proporciona una gran superficie que ayuda a la disolución para permitir la absorción por la fibra. La velocidad de teñido puede verse influenciada significativamente por la elección del agente dispersante utilizado durante la molienda.
El teñido azoico es una técnica en la que se produce un tinte azoico insoluble directamente sobre o dentro de la fibra. Esto se logra tratando una fibra con componentes diazoicos y de acoplamiento. Con un ajuste adecuado de las condiciones del baño de tinte, los dos componentes reaccionan para producir el tinte azoico insoluble requerido. Esta técnica de teñido es única porque el color final está controlado por la elección de los componentes diazoicos y de acoplamiento. Este método de teñir 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, típicamente un derivado de nitrofenol, y sulfuro o polisulfuro . El compuesto orgánico reacciona con la fuente de sulfuro para formar colores oscuros que se adhieren a la tela. Sulphur Black 1, el tinte más vendido por volumen, no tiene una estructura química bien definida.
Algunos tintes comúnmente utilizados en la tinción:
Otra clase que describe la función de los colorantes, en lugar de su modo de uso, es el colorante alimentario . Debido a que los colorantes alimentarios están clasificados como aditivos alimentarios , se fabrican con estándares más altos que algunos colorantes industriales. Los colorantes alimentarios pueden ser colorantes directos, de mordiente y de tina, y su uso está estrictamente controlado por la legislación . Muchos son colorantes azoicos , aunque para colores como el verde y el azul se utilizan compuestos de antraquinona y trifenilmetano . También se utilizan algunos tintes naturales. [20]
También se han establecido varias otras clases, que incluyen:
Por la naturaleza de su cromóforo , los colorantes se dividen en: [23]
Los tintes producidos por las industrias textil, gráfica y papelera son una fuente de contaminación de ríos y vías fluviales. [24] Se estima que anualmente se producen 700.000 toneladas de colorantes (datos de 1990). La eliminación de ese material ha recibido mucha atención, utilizando medios químicos y biológicos. [25]
Un “tinte vital” o tinte es un tinte capaz de penetrar células o tejidos vivos sin causar cambios degenerativos visibles inmediatos. [26] Dichos tintes 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 así hacerlas más visibles para el estudio (por ejemplo, bajo un microscopio). Como la visibilidad está destinada a permitir el estudio de las células o tejidos, suele ser importante que el tinte no tenga otros efectos sobre la estructura o función del tejido que puedan perjudicar la observación objetiva.
Se hace una distinción entre los tintes destinados a ser utilizados en células que han sido extraídas del organismo antes del estudio (tinción supravital) y los tintes que se utilizan dentro de un cuerpo vivo - administrados mediante inyección u otros medios (tinción intravital) - como este último está (por ejemplo) sujeto a estándares de seguridad más altos y, por lo general, debe ser una sustancia química que se sepa que evita causar efectos adversos en cualquier bioquímica (hasta que se elimine del tejido), no solo en el tejido que se está estudiando, o en el corto plazo.
El término "tinción vital" se utiliza ocasionalmente indistintamente con tinciones intravitales y supravitales, siendo el concepto subyacente en cualquier caso 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 tanto, la viabilidad se puede determinar contando el porcentaje del total de células 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 (p. ej., viables, muertas, moribundas). [27]
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