Сажа (carbon black) в красках для ПМ: органика или неорганика?
Миф об «органической» саже: carbon black похож на бензол, но состоит из графеновых слоёв без связей C–H, поэтому это неорганический пигмент красок для ПМ.
Бытует мнение, что пигмент сажа (carbon black) бывает органическим и неорганическим, а всё зависит от способа его получения. Якобы сажа, которую получают сжиганием нефтепродуктов, — органическая, а та, что получена сжиганием газа, — неорганическая (или наоборот, неважно). Пора поставить точку в этом споре и доказать, что carbon black — неорганический пигмент! Поехали!
Откуда вообще взялся миф о том, что сажа — органический пигмент? Скорее всего, из неверного толкования определения органических веществ:
«Органические соединения, органические вещества — класс химических соединений, объединяющий почти все химические соединения, в состав которых входят атомы углерода, связанные с атомами других химических элементов».
Википедия
Обращаю ваше внимание на формулировку «в состав которых входят атомы углерода», а не сам углерод! Масла в огонь подливает и строение пигмента сажи — посмотрите на его молекулярную структуру!
Химическая структура пигмента сажи (carbon black)
А теперь посмотрите на строение классической органической молекулы — бензола.
Химическая структура органической молекулы бензола
Они очень похожи, и, думаю, это тоже повлияло на появление мифа об органической саже. Однако в строении есть очень важное отличие. По сути, частицы сажи образованы слоистыми листами графена.
Источник изображения: Shen, Ming-Yuan, Wen-Yuan Liao, Tan-Qi Wang, и Wei-Min Lai. «Characteristics and Mechanical Properties of Graphene Nanoplatelets-Reinforced Epoxy Nanocomposites: Comparison of Different Dispersal Mechanisms». https://doi.org/10.3390/su13041788.
Частицы сажи можно описать как агрегаты и агломераты графеноподобных листов (c). Эти листы — по сути, небольшие фрагменты или стопки графеноподобных структур — наслаиваются и переплетаются, образуя сферические образования (b), которые называют «первичными частицами». Затем первичные частицы объединяются в цепочечные структуры, или агрегаты (a).
Графен считается неорганическим материалом. Он состоит из одного слоя атомов углерода, уложенных в гексагональную решётку. Хотя углерод — основа органической химии, сам графен не построен на связях углерод — водород (C–H), характерных для органических соединений. Структура графена основана на связях углерод — углерод (C–C).
На этом предлагаю закрыть дискуссию на тему «сажа — органический или неорганический пигмент». А о том, как понимание структуры и свойств сажи влияет на работу и в перманентном макияже, и в лазерном удалении тату и ПМ, поговорим в других статьях!
Частые вопросы
Сажа — органический или неорганический пигмент?
Неорганический. Частицы сажи образованы слоистыми листами графена, а структура графена основана на связях углерод — углерод (C–C), а не на связях C–H, характерных для органических соединений.
Почему сажу считают органическим пигментом?
Скорее всего, из-за неверного толкования определения органических веществ и внешнего сходства структуры сажи с органической молекулой бензола.
