FeO

inhoud Algemene informatie Structuur Soorten ijzeroxide pigmenten Eigenschappen Productie Toepassingen Voor- en nadelen

Algemene informatie IJzer oxiden bestaan uit ijzeratomen en zuurstof atomen soms in combinatie met waterstofatomen. Er zijn in totaal 16 verschillende ijzer oxide en oxyhydroxide IJzeroxide ’s komen veel voor in de natuur, waarbij ongeveer 5% van de aardkorst uit ijzeroxide bestaat(voornamelijk Hematiet) Doordat ze goedkoop en duurzaam zijn worden ze ook vaak als pigment gebruikt voor verf en coatings. Ook heeft ijzeroxide een breed kleurgebied. (zwart, geel, oranje, rood, bruin) IJzeroxide is ongeveer 1.6 miljard jaar geleden ontstaan door ijzerafzetting in de zee. Als pigment is het echter “pas” 164.000 jaar in gebruik(oudheid)

structuur Binnen de ijzeroxide pigmenten zijn er verschillende structuren en samenstellingen bekend. IJzeroxide(II) FeO IJzeroxide (III) Fe2O3 IJzeroxide (II,III) een mengsel van Fe(II)O en Fe(III)2O3 wat vormt Verder wordt er binnen de ijzeroxide nog onderscheid gemaakt tussen de α, β, γ en ε kristalstructuur het verschil zit hierbij in de vorm van structuur α : rhomboëdrisch β : Kubisch vlakgecentreerd γ : Kubisch kristalstelsel ε : rhomboëdrisch

Kristalstelsels rhomboëdrisch Kubisch vlakgecentreerd Kubisch kristalstelsel

Soorten ijzeroxide pigmenten Er zijn in totaal 16 verschillende ijzeroxide(stucturen) Voorbeelden: Natuurlijke ijzer oxide: Hematiet (á-Fe2O3) (rood) Geothiet (á-FeOOH) (geel) Magnetiet(Fe3O4)(zwart) Synthetische: de structuur van de synthetisch ijzer oxide zijn hetzelfde als de structuur van de natuurlijke ijzeroxide. Alleen zijn de eigenschappen van de synthetisch geproduceerde ijzeroxide veel beter dan de natuurlijke ijzeroxide en bevatten ze geen verontreinigingen van anderen metalen. Verder zijn er nog een paar speciale pigmenten namelijk: Magnetisch en Transparant ijzeroxide

Soorten ijzeroxide pigmenten Hematiet(Fe2O3 ) 164,000 jaar geleden eerst gebruikt IJzer(III)oxide pigmenten: Kleurbereik:zwart, grijs, zilver, bruin, roest, roodachtig bruin en rood Hoog kleur rendement  hoge kleurkracht De gesynthetiseerde variant kan worden gemaakt door oxidatie van Fe3O4 Eerste keer gesynthetiseerd in de 18de eeuw Gebruik: verf industrie, juwelen

Soorten ijzeroxide pigmenten Geothite(FeOOH) in 1806 geïdentificeerd Ook op mars aanwezig IJzer(II)oxide pigmenten: Kleur : geel tot rood tot donkerbruin Hoog kleur rendement  hoge kleurkracht Synthische variant: Kan worden gemaakt door hydrolyse van Fe3O4 Voor het eerst gesynthetiseerd in 1920 Gebruik: inkt, rubber, paper , schilderkunst, scagliola en beton

Soorten ijzeroxide pigmenten Magnetite(Fe3O4) Kleur: zwart Tijdens de Oudheid (3000 vch.) voor het eerst gebruikt Heeft Magnetische eigenschappen door de kristal structuur IJzeroxide (II,III) pigmenten: De gesynthetiseerde variant wordt gemaakt via het laux proces Eerst gesynthetiseerd in 1905 Gebruik: magneten, katalysator

Soorten ijzeroxide pigmenten Transparant ijzeroxide pigmenten: Deeltjesgrootte: 0.001 tot 0.05 µm Kleur: transparant rood tot geel Gebruik: - Effect coatings ( gemengd met effect pigmenten ) - pure geel of rode schaduw( gemengd met titanium dioxide) - hout bescherming coatings * alleen het roodijzeroxide pigmenten kunnen worden gebruikt voor de kleuring van plastic door de hoge hitte stabiliteit die deze bezitten

Soorten ijzeroxide pigmenten Transparant ijzeroxide pigmenten

eigenschappen Goed kleurkracht. Goed kleurreinheid Niet toxisch Niet irriterend Geen migratie

productie Er zijn 3 verschillende reactie’s waarmee pigmenten kunnen worden gemaakt, namelijk: Solid-state reactie (rood, zwart, bruin) Neerslag reactie en hydrolyse van een oplossing van ijzer houdende zouten (geel , rood, oranje, zwart) Laux proces met nitrobenzeen als reductor (zwart, geel, rood)

productie Neerslag reactie voor de productie van á-FeOOH Geel: Grondstoffen: ijzer(II)sulfaat((FeSO4 ⋅7 H2O), base Indien er nog vrije zuurgroepen aanwezig zijn wordt de oplossing eerst behandeld met ijzer. Andere metaalionen mogen niet aanwezig zijn in grote hoeveelheden omdat dit effect heeft op de reinheid van het pigment de oplossing van ijzer zouten wordt vervolgens gemixt met een base in een open vat waardoor de ijzerionen kunnen oxideren met de lucht. De reactie tijd ligt tussen de 10 tot 100 h ,ook de temperatuur verschilt van 10 graden tot 90 graden Celsius. Door de temperatuur te veranderen kunnen we verschillende kleuren worden gemaakt.

Productie proces a: Verdelingtank b:Neerslag reactie vat c: Penniman Pigment reactor met scrap ijzer D: filter E: Droger F: maal machine

Toepassingen. Zonnebrand olie Inkt Bodylotion Bouwmaterialen Asfalt Papier kleuring Kleuring van ceramisch materiaal Autolak Smink Inkt Bouwmaterialen Verf Cosmetica producten Magneten Kleuring van rubbers Dag crème

Voor- en nadelen Nadelen: Voordelen: Non toxisch Niet irriterend Goede kleurkracht Goede kleurdekking Geen migratie Goedkoop Nadelen: dispersieteit afhankelijk van de deeltjes grootte

Bronnen Industrial Inorganic Pigments Edited by G. Buxbaum and G. Pfaff http://www.societyofpermanentcosmeticprofessionals.com/wp-content/uploads/2012/07/UnderPCPigments.pdf http://www.webexhibits.org/pigments/indiv/recipe/redochre.html

Vragen?