Pigmenten door warmtebehandeling geactiveerd

Alleen de Romeinse keizers en hun familie stond het vrij een volledig purperen mantel te dragen. De voor het verven benodigde kleurstof, afkomstig uit de Libanese plaats Tyrus, was namelijk uiterst kostbaar en moest uit grote aantallen zeeslakken worden geïsoleerd. Bovendien was het helemaal niet eenvoudig om er stoffen mee te verven. Het Tyrisch purper lost niet op in water en kan alleen in een kleurloze, 'inactieve' vorm worden aangebracht.

Daarna kan onder invloed van licht of door blootstelling aan zuurstof de paarse kleurstof als het ware in de vezels worden gesynthetiseerd.

Moderne kleurstoffen zijn in het algemeen wel oplosbaar in water of een ander geschikt oplosmiddel, dit in tegenstelling tot zogeheten pigmenten die bijvoorbeeld kleur geven aan allerlei soorten plastics, verven en inkten. De moleculen van deze pigmenten hebben sterk de neiging te agglomereren. Ze vormen een netwerk van waterstofbruggen, dat zo sterk is dat er geen oplosmiddel meer tussen kan komen. Het is dan ook altijd een groot probleem om de kleurstof zo fijn verdeeld mogelijk - als een dispersie - in het plastic of de verf op te nemen.

Wellicht geïnspireerd door hun klassieke voorgangers hebben onderzoekers van Ciba-Geigy in Zwitserland dit probleem onlangs opgelost (Nature, 10 juli). Zij kwamen op het idee om de voor de waterstofbruggen verantwoordelijke chemische groepen tijdelijk af te schermen. Moleculen van het commercieel verkrijgbare, rode pigment DPP (3,6-difenyl-1,4diketo-pyrrolo[3,4-c]pyrrool) werden eerst in een heel milde chemische reactie op twee plaatsen voorzien van zogenoemde beschermende groepen. Hierdoor werd het netwerk van waterstofbruggen opengebroken, waardoor de oplosbaarheid van het product in veelgebruikte organische oplosmiddelen vele malen groter werd dan die van het oorspronkelijke pigment. Zo kon het gemakkelijk worden gemengd met een polymeeroplossing. Na verdampen van het oplosmiddel werden dunne, maar kleurloze films verkregen. De beschermende groepen waren echter zo gekozen, dat ze door middel van een eenvoudige warmtebehandeling bij zo'n 180ationaleC onder andere als koolzuurgas verdwenen. Daarmee keerde tegelijkertijd de kleur van het pigment terug. Met behulp van een aantal analytische technieken kon worden vastgesteld dat de moleculen keurig homogeen verdeeld in de polymeermatrix waren opgenomen.

Hoewel de methode uiterst simpel en elegant is - en er inmiddels ook al patent op is verkregen - is het de vraag of deze ook zo goed werkt bij grofstoffelijker toepassingen. De gevormde gassen zullen immers alleen gemakkelijk uit dunne coatings kunnen ontsnappen. Bij veel andere verwerkingstechnieken levert de vorming van gassen alleen maar problemen op, zoals belletjes in het uiteindelijke product. Het lijkt niet zo simpel ook daar een oplossing voor te vinden.