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永恒的颜料

  有这样一种蓝色颜料,它曾被古埃及人用于装饰法老陵墓的陪葬艺术品,以提升其品质及价值。它提炼自一种极其稀有的珍贵矿石——青金石,并且这一方法沿用了数百年。

  由于青金石极为稀有,加上提炼难度极大,因此这种蓝色颜料在保证高质量的同时,生产成本也相当高昂。所以在古时候,它仅被用于最尊贵的用途。可想而知,如果发明出这种颜料的合成方法必将获得丰厚的回报。如今,这种珍贵的颜料被人们称为“群青蓝”。

  尽管群青仍然被用于绘画颜料和洗涤用品,但塑料产业的崛起造就了今天大众熟知的群青颜料。凭借无与伦比的鲜艳色彩和出众的耐光性,群青可完美应用于绘画颜料领域。因其无毒且无刺激性的特点,群青也是洗涤用品的理想产品,因为洗涤用品不可避免地要接触到皮肤。除了这些优点以外,群青凭借其出色的热稳定性迅速成为塑料着色不可或缺的颜料,决定了其在塑料等高温应用领域的重要地位。

  群青之所以具有这一系列出众特性,原因就隐藏在其生产过程中,而这一过程同样生动有趣。

  群青化学结构中的硫离子(S3-)发色团是令其呈现蓝色的主要原因。很难想象通常呈现黄色的硫元素亦可作为蓝色发色团,但硫在特殊的价态下,确实如此。

  然而,发色团的发现仅是合成生产群青的第一步。发色团的不稳定性使其很容易被氧化,形成不可用于颜料的硫化物。

  因此,为避免发色团在生产过程中发生化学反应,需要将其置于由粘土(高岭土)制成笼状晶格结构内。

  生产过程在封闭窑炉进行,窑炉需先排出空气,从而防止硫磺在达到反应温度前发生氧化反应,然后将硫磺、粘土和碳酸钠加热到约800℃。在保持最高温度一定时间后,即可形成最初的发色团,随后将混合物进行冷却,允许空气缓慢进入窑炉,完成氧化过程。这一高温加工流程需耗费两周以上的时间才能完成。.

  掌握此生产工艺后,我们就可以明白为何群青具有如此出众的特质。它的发色团十分特别,因而群青拥有通过其他颜料无法混合匹配的独特色彩。群青用于塑料时具有很高的透明度,可为透明塑料产品带来迷人的红相蓝,同时也可以用来校正白色塑料产品的泛黄现象。高温生产工艺让群青颜料具有与生俱来的热稳定性。实际上,群青颜料在350℃的环境下仍很稳定,足以应用于所有常见塑料。此外,用于生产群青颜料的原材料经过缜密筛选,重金属不会在生产工艺用到,有机化合物也无法在高温中残存。因此,无论从原材料还是生产过程来看,群青都是最安全的颜料之一。

  高温煅烧工艺仅仅生产出未加工群青颜料,全部制造过程还远未结束。在“干”加工之后,还需要对其进行精制,即将未加工的群青与水混合制成群青浆体,这一阶段一般被称为“湿”加工。在此期间,群青中的杂质将被去除。尤其是未经反应的硫,若不加以清除,将造成在某些高温应用时产生异味,如塑料制造等。此外,以硫酸钠为主的可溶物质也将被清除。

  最终,精制后的群青将被研磨成需要的粒径大小,并与水分离。研磨后的群青颗粒大小从小于1微米到3微米不等。

  其后,群青颜料会根据粒径的大小进行分级,分级后的产品经过干燥后最终制成精细的群青粉末。

  缘何精细颗粒如此重要?

  群青颜料的性质很大程度上取决于其颜料粒径大小。

  与粗糙颗粒相比,精细颗粒着色力更强,色彩更为鲜艳,色相偏绿。技术级应用的群青颗粒大小一般在小于1微米至3微米之间,超过这一范围的粗糙颗粒只能用于一些低端应用,如洗衣粉(见图1)。用户可根据着色力、色相和鲜艳度来选择适当颗粒范围的产品。

  在了解群青生产工艺后,我们还可以从其粒径大小发现群青的另一重要特性,群青颜料的颗粒一般为1-3微米,与有机颜料比较大,所以群青更容易分散。

  数千年来,群青是创造鲜艳蓝色的经典颜料。尽管如今蓝色颜料选择众多,但群青的独特性质使其在千年后的今天仍广受青睐。也许数千年以后,我们的子孙后代仍会惊叹群青,这一永恒颜料所特有的迷人色彩。


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