 Когда черный цвет является белым?
Вряд ли Генри Форд думал, что его остроумное высказывание про цвет машины станет когда-либо действительностью. Причиной этому является деятельность одного из инновационных лидеров химической промышленности - компании "Degussa" (dmc2 Degussa Metals Catalysts Cerdec Corp.). На вопрос "придет ли время белых крыш?" фирма дает отрицательный ответ, что, несомненно, обрадует производителей металлических крыш. Прежде всего, ассоциация темных цветов с чрезмерным нагревом солнечными лучами является неточной, поскольку материалы визуально одного цветового тона (темные) может характеризовать различная способность отражать, абсорбировать и эмитировать невидимую часть солнечного излучения. Следовательно, более темный материал может иметь температуру несколько ниже, чем более светлый материал.
Природа решила для себя этот вопрос уже давно. Зеленые части растительного мира характеризует пониженная температура. При этом чем они темнее, тем холоднее. Такое возможно благодаря содержащемуся в зеленых частях растений хлорофиллу, который является естественным материалом, отражающим почти идеально инфракрасное излучение. Degussa, завидуя видимо природе, разработала принципиально новый вид неорганичных пигментов, называемых пигментами IRR (Infrared Reflective pigments), под торговым названием "eclipse". За основу был принят принцип действия хлорофилла.
Чтобы вещество было абсолютно черного цвета, оно должно абсорбировать практически всю видимую часть светового спектра (длина волн - 400-700 нм). В процессе абсорбции световая энергия превращается в тепловую энергию, вследствие чего растет температура вещества. Примерами практически идеально черных веществ, находящих применение в промышленности, является газовая сажа (carbon black) и медный хромит (copper chromite). Эти два вещества не только абсорбируют всю видимую часть солнечного света, но и значительную часть инфракрасных лучей. Солнечная энергия, достигающая Земли, состоит из 5 процентов ультрафиолетовых волн (УФ излучение, рентгеновское и гамма-излучение), 51% составляет видимая часть и 44% составляет инфракрасное, микроволновое и длинноволновое излучения (радиоволновое излучение).
Большинство черных и темных пигментов, применяемых в лакокрасочной промышленности, абсорбирует не только видимую часть солнечного излучения, но и почти полностью - его инфракрасную часть. Специальные пигменты типа ИР (IR-reflecting pigments) характеризуют более точный (избирательный) механизм абсорбции. На границе между видимой и инфракрасной частями солнечного спектра механизм абсорбции перестает действовать и значительная часть инфракрасного излучения отражается. Такими свойствами располагают, например, такие пигменты как C.I. Pigment Black 30, Black 10333, C.I. Pigment Green 17 или Black 10466.
Пигменты, способные также абсорбировать или рассеивать УФ излучение, защищают от фотохимической деградации полимеры, составляющие вяжущее вещество большинства красок и покрытий. Правда абсорбция УФ излучения немного повышает температуру вещества, но это повышение несравнимо мало по отношению к росту температуры вследствие абсорбции ИР излучения. Инфракрасное излучение не приводит к фотохимической деградации полимеров, а в пределах волн длиной 700-2000 нм они беспрепятственно переходят сквозь полимерные цепи. Поэтому контроль степени влияния инфракрасного излучения на температуру лакокрасочного покрытия ложится на содержащиеся в нем пигменты.
Сфер применения специальных IRR пигментов много. Они находят применение везде, где темные цвета являются необходимыми (например, камуфляж военной техники, морские нефтяные платформы) или желательными (например, автомобилестроение). Особенный интерес к так называемым комплексным неорганичным цветным пигментам (CICP), доступным на рынке с семидесятых годов, предъявляет промышленность пластмасс, в особенности производители сайдинга и окон из ПВХ. Кстати, переход в производстве ПВХ к цветным изделиям вызвал новые проблемы. Но об этом в другой раз. Эти пигменты не лишены, однако, некоторых отрицательных черт, среди которых основное значение имеет недостаточные отражательные их свойства и отсутствие полной чистоты цвета. Так, например, упомянутые выше черные пигменты серии Pigment Black 30 имеют нежелательный во многих применениях синий оттенок. Пигменты серии Green-Black 17 имеют коричневый оттенок.
|
|
