Природные и синтетические красители для полимеров представляют собой соединения, представляющие большой интерес, поскольку они играют важную роль в нашей повседневной жизни. Широкий спектр технических и промышленных применений, включающий «классические» утилизации, такие как крашение текстильных изделий и других потребительских товаров, а также довольно новые применения, такие как лазерные красители и красители для органических светодиодов (OLED), жидкокристаллических (ЖК) дисплеев , оптическое хранение данных и флуоресцентная маркировка, провела много исследований в этой области. Основной движущей силой является постоянный спрос на улучшенную эффективность крашения или фотохимические / фотофизические свойства, а также на экологические процедуры, снижение токсичности и снижение издержек производства. Многообещающим подходом к выполнению этих требований является сочетание красителей и полимерных материалов, которые будут освещены в этом обзоре. Большим преимуществом таких систем является управляемость многих функций, таких как растворимость, стабильность и токсичность с помощью соответствующего выбора полимерного материала.

Широко применяемыми и интересными представителями среди большого числа категорий красителей являются трифенилметан, азо, антрахинон, перилен и индигоидные красители. В связи с тем, что эти соединения охватывают широкий спектр применений, они являются основным направлением этой статьи.

Полимеры 07 00717 g001 1024. Характерные представители (а) трифенилметан-красителей, (б) азокрасители, (в) антрахиноновые красители, (г) периленовые красители и (е) индигоидные красители.
Трифенилметановые красители обязаны своим значением своей дешевизны и блеска цвета с типичными оттенками красного, фиолетового, синего и зеленого. Основным применением этих пятен является их использование в текстильной промышленности для окраски нейлона, шерсти, шелка, хлопка и т. Д. В бумажной и кожевенной промышленности, а также в пищевой и косметической промышленности. Их высокая эффективность крашения и низкая светостойкость считаются основными преимуществами этих пятен. Основными структурами трифенилметан-красителей являются бесцветные соединения трифенилметан и трифенилкарбинол, превращение которых в красители достигается за счет введения амино- или гидроксильных групп, стабилизирующих катионный заряд, который служит в качестве хромофора. В зависимости от результирующей картины замещения дифференцируются моноамино-, диамино-, триамино- и гидрокси-трифенилметан-красители. Другим важным применением некоторых трифенилметан-красителей является их использование в качестве индикаторных красителей из-за их чувствительности к рН, которая получена из их конституции. Некоторыми важными примерами этого класса красителей являются фенолфталеин, фуксин и флуоресцеин.

Красители Azo являются численно наиболее важным классом красителей, так как более 50% всех красителей, перечисленных в Цветовом индексе, являются азокрасителями. Покрывая все оттенки цвета, азокрасители используются для крашения текстиля, бумаги, кожи, резины или даже пищевых продуктов. Известны также некоторые примеры показателей, лекарств и гистологических окрашивающих агентов. Поскольку нет естественных производных азокрасителя, их синтез обычно включает две стадии: диазотацию и азосоединение, последний из которых требует нуклеофильного или анионоидного центра, присутствующего в партнере по связыванию. Что касается пространственного расположения азогруппы, возможны две конфигурации - цис и транс, причем транс является более стабильным. УФ-индуцированное превращение в цис-конфигурацию является хорошо изученным явлением, которое позволяет использовать эти соединения для оптического хранения.

Другой ценный класс красителей представлен периленом, принадлежащим к группе олиго (пери) нафталина (рилен) хромофоров. Благодаря своим превосходным физическим и химическим свойствам эти соединения широко используются в качестве лазерных маркеров, сенсибилизаторов в фотогальванических устройствах и флуоресцентных меток. Основными хромофорами этих пятен являются перилен и фотохимически более стабильный перилентетракарбоксидимид. Поскольку последняя производная имеет исключительную ценность для одномолекулярной спектроскопии, она служит ключевой структурой для множества хромофоров. Расширение периленового мотива с дополнительными нафталиновыми звеньями приводит к большему количеству хромофоров, таких как террилен и кватеррилен, которые также предлагают большое количество применений.

Пятна, относящиеся к классу красителей на основе антрахинона, получают путем введения различных заместителей в антрахинон, который легко доступен при окислении антрацена. Кроме того, редкий минерал-холейт, как известно, является естественным источником антрахинона. Благодаря высокой стойкости и стабильности цвета, антрахиноновые красители являются важными соединениями в процессах печати и текстильного окрашивания. Интересным аспектом является их потенциальное использование в процессах перекрестного окрашивания, поскольку они демонстрируют высокое сродство к шелку и шерсти, оставляя целлюлозные волокна незатронутыми. В зависимости от структур замещения некоторые антрахиноновые красители также проявляют биологическую / медицинскую активность.