Технология изготовления красок в домашних условиях.

МУНИЦИПАЛЬНАЯ УЧЕБНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ

КОНФЕРЕНЦИЯ ШКОЛЬНИКОВ

«ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ»

НАПРАВЛЕНИЕ: искусствоведение

ТЕМА

Технология изготовления красок в домашних условиях.

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Выполнена учащимся 2 «а» класса

МОУ «Средняя общеобразовательная

школа №76», МО «Котлас»

Ковковым Владиславом

Научный руководитель:

учитель химии и биологии

МОУ «Средняя общеобразовательная

школа №76», МО «Котлас»

Архангельской области

Ковкова Наталья Сергеевна.

Котлас, 2013 год.

                                                 Содержание

Глава 1. Введение …………………………………………………………………………….

Глава 2. Основная часть ……………………………………………………………………..

2.1.

2.2.

Глава 3. Экспериментальная часть…………………………………………………………

Заключение

Рекомендации

Приложение

Литература

Введение.

Краска, кисточка, рука –

Я рисую облака.

Солнышко, лошадку, плуг,

Вдалеке зеленый луг.

Цель работы:

Задачи:

- Ознакомиться с литературой.

- Изготовить краски на основе природных красителей.

- Определить, насколько к воздействию краски из природных красителей.

Гипотеза:

Если растения содержат красящие вещества, то их можно использовать в качестве краски, а значит, применять в бытовых и художественных целях.

Методы исследования:

- Изучение научной литературы.

- Качественный анализ.

- Наблюдение и собственные выводы.

                               Глава 2: Основная часть.

                            2.1. Классификация природных красителей.

   Природные красители – органические соединения, которые вырабатываются живыми организмами и окрашивают животные и растительные клетки и ткани. Они широко распространены и крайне многообразны.

   Часто в природе встречаются одни и те же или близкие по строению красители, поэтому целесообразно классифицировать их по типам химических соединений.

   Алифатические и алициклические красители - каротиноиды, содержащие различные функциональные группы. Это: углеводороды - С40Н56 ликопин, изомер каротина (красный); спирты- ксантофил (желтый); кетоны – астицин (фиолетовый); альдегиды; эфиры. С удлинением цепи сопряженных двойных связей окраска углубляется.

   Ароматические красители, например гиперицин (R=СН3) и псевдогиперицин (R=СН(ОН)СН3), темно-фиолетовый и темно-красный красители цветов зверобоя продырявленного (Hypericum perforalum).

   Ализарин содержится в корнях марены красильной (Rubia tinctorium), экстракт из которых применяли для крашения ещё в древних Египте, Персии и Индии. Похожие цвета (красный и желтый) при окрашивании тканей дает подмаренник настоящий (Galium verum). Можно предположить, что его краситель сходен с ализарином.

   Некоторые растения содержат дубильные вещества, например таннин (группа фенольных соединений) в гранате обыкновенном (Punika granatum), образующий с целлюлозой прочные связи.

Гетероциклические красители. К кислородсодержащим гетероциклам относятся флавоноиды - производные флавона (R=Н), флавонола (R=ОН), формула VIII.

Сходны с ними антоцианидины, окрашивающие цветы, ягоды, плоды и овощи в красный, фиолетовый, синий и черный цвета. В природе флавоноиды существуют в виде агликонов и гликозидов, антоцианидины - только в виде гликозидов (антоцианов). Именно они придают фиолетовую окраску плодам черники обыкновенной (Vaccinium myrtillus). Многие антоцианы обладают антимикробным действием, а кверцетин, содержащийся в репчатом луке (Allium cepa), относится к группе витамина Р. Катехины являются родоначальниками дубильных веществ.

   Азотсодержащие гетероциклы. К ним относятся наиболее древние природные красители - индиго и пурпур античный, а также хлорофилл,  пигмент зеленых частей растений.

                                        Окраска растительных волокон

Для получения красителя используют как свежие, так и высушенные растения или их части. Сушка производится в тени на открытом воздухе. 

Основным растительным сырьем для изготовления тканей древними славянами был лён. Хлопчатобумажные ткани, изготовленные из хлопчатника, появились в России гораздо позже. Однако именно хлопчатобумажная ткань была выбрана мной для получения окрашенных образцов в связи с её большей распространенностью и дешевизной. А так как оба вида тканей произведены из целлюлозных волокон, полученные результаты окраски тканей должны быть похожими.

Для окраски льняных и хлопчатобумажных волокон можно использовать активные и прямые красители, растворимые в воде. Достаточно высокое сродство к целлюлозным волокнам связано со структурой молекул прямых красителей, имеющих относительно длинную цепь сопряженных двойных связей. Кроме того, для проявления высокого сродства к волокну молекула прямых красителей должна иметь группы, способные к донорно-акцепторному взаимодействию (ОН; NH2; N=N -для разных видов волокон). Удерживаются прямые красители на волокне силами Ван-дер-Ваальса, водородными связями [1,5].

Активные красители образуют при крашении с функциональными группами волокна прочные ковалентные связи. Таким образом, краситель входит в состав макромолекулы волокна, что обеспечивает высокую устойчивость окрасок к стирке, трению, действию растворителей, применяемых при химчистке одежды. Для более прочного сцепления красителя с волокнами ткани может применяться предварительная «протравка» - обработка ткани солями металлов. При этом положительно заряженные ионы металлов прочно удерживаются функциональными ОН¯ - группами волокон и образуют с молекулами красителя комплексные соединения. Примером протравного красителя может служить ализарин марены красильной [1,5].

   использовались для протравы оксиды железа, кристаллогидраты сульфатов (купоросы) MIISO4·nH2O, кристаллогидраты двойных сульфатов (квасцы) МIMIII(SO4)·12H2O [6,7]. При этом получаемая окраска ткани зависела от иона металла, например, соли железа дают темные оттенки коричневого и зеленого, алюмокалиевые квасцы КАl(SO4)2·12H2O способствуют увеличению яркости красителя, не меняя цвета [7,8]. Для получения солей железа нашими предками могло использоваться ржавое железо с последующим подкислением среды красильного раствора, например, щавелем.

                              Используемые растения

Краснокочанная капуста, лимоны, апельсины, свекла, лук, ежевика, черника и шпинат.

Марь белая (лебеда).Chenopodium album L. Трава Красная.

Сабельник (пятилистник, серебряк).Covarum plustre L. Корень Красная.

Гречишник (раковые шейки).Poligonum bistorta L. Корень Красная.Дубитель.

Дикий калган (узик, лапчатка).Potentilla erecta Hampe. Корень. Корень+ржавое железо. Корень+квасцы Синяя.Дубитель. Черная Синяя

Зверобой четырехгранный.Hypericum quadrangulum L. Корни Красная (для шерсти)

Зверобой обыкновенный.Hypericum perforatum. Цветы и листья Красная и желтая

Подмаренник мягкий (дерябка, косма-трава).Galium mollugo L. Корни Красная

Подмаренник настоящий (желтая кашка, сычужник).Galium verum L. Корни Красная

Купальница.Trollins europaeus L. Цветы Желтая (для холста)

Сурепица.Barbarea vulgaris L. Цветы Желтая (для шерсти)

Бессмертник цмин.Helichrysum arenarium DC. Все растение Желтая

Пупавка.Anthemis tinctoria L. Все растение Желтая

Дрок красильный.Genista tinctoria L. Все растение Желтая

Серпуха.Serratula tinctoria L. Трава Желтая

Ястребинка зонтичная.Hieracium umballatim L. Цветы Желтая

Василек луговой.Centaurea jacea L. Цветы Желтая

Манжетка.Alchimilla vulgaris L. Все растение ЖелтаяДубитель

Щавель.Rume[ acetosa L. Корни ЖелтаяДубитель

Череда.Bidens tripartius. Все растение Желтая

Ирис (касатик).Iris pseudacorus L. Корень ЖелтаяДубитель

Золотарник (золотая розга).Splidago virga auren L. Цветы и листья Желтая

Лядвенец рогатый.Genista tinctora L. Цветы Желтая

Прыгун (недотрога).Impatiens noli tagare L. Цветы и листья Желтая

Дикая яблоня.Pyrus malus. Кора Желтая

Береза.Betula verrucosa. Листья Желтая

Чернотал (верболоз).Salix pentandra L. Листья Желтая

Вереск.Calluna vulgaris salisb. Все растение ЖелтаяДубитель

Орешник, лещина.Corylus avellani L. Кора ЖелтаяДубитель

Чистотел.Chelidonium majus L. Все растение+квасцы Оранжевая

Плаун (баранец).Lycopodium selago L. Стебли, листья Желтая (для шерсти)

Плаун обоюдоострый (зеленка, собачка).Lycopodium complanatum L. Все растение ЗеленаяЖелтаяКрасная

Плаун булавидный.Lycopodium clavalum L. Листья Зеленая

Крапива двухдомная.Urtica dioica L. Стебель, листья Зеленая

Вахта, трилистник.Menyates trifoliata L. Стебель, листья Зеленая

Пижма (дикая рябинка).Tancetum vulgaris L. Корни Зеленая

Осина.Populus tremula L. Шишки+шевлюга Зеленая

Яблоня (дикая и домашняя).Pyrus malus, Malus domestica Цветы и листья Кора+квасцы Зеленая Красная

Дуб.Quercus robur L. Кора Кора+ржавое железо Темно-синяяДубитель Черная

Ясень.Fraxinus excelcior L. Кора ГолубаяДубитель

Василек.Centaurea cyanus L. Цветы Голубая (для шерсти)

Птичья гречиха (травка-муравка).Poligonum aviculare L. Все растение СиняяДубитель

Черника.Vaccinium myrtillus L. Ягоды Голубая (лен)Темно-синяя (шерсть)

Гречавка (синие колокольчики).Gentiana pneumonathe L. Цветы Голубая (шерсть

Вайда (крутик).Isatis tinctoria L. Все растение Синяя

Ежевика.Rubus caesins L. Ягоды ФиолетоваяМалиновая

Ольха белая.Corylus avellani L. Кора+ржавое железо Кора+еловые шишки Коричневая От желтой до черной

Ольха черная.Alnus glutinosa gaerth. Кора РыжаяДубитель

Ива серая.Salix cinerea L. Кора Коричневая (от красноватого до шоколадного)Дубитель

Крушина ольховидная.Frangula alnus Mill. Кора, листья, ягоды Сухая кора Желтая Коричневая

Воронец.Alkana spicata L. Ягоды Черная

Таволга вязолистная.Filipendulla ulmaria Maxim. Кора ЧернаяДубитель

Зюзик.Lycopus europaeus L. Сок травы Черная

Толокнянка (медвежьи ушкиб медвежья ягода).Arctostaphylos uva ursi Spr. Листья Черная

Подбел.Andromeda polifolia L. Листья и стебель ЧернаяДубитель

Лук. Шелуха луковиц ЖелтаяКоричневая

                                           Методика:

Большинство красителей, содержащихся в травянистых растениях (цветах, листьях и корнях) водорастворимы. Их легко извлечь простым вывариванием растительного сырья. Вода, используемая для этого, должна быть обессоленной, чтобы краситель не выпал в осадок. За неимением дистиллированной использовалась горячая кипяченая вода.

Предварительно измельченное растительное сырье вываривалось в течение 1 часа в эмалированной посуде; вода должна полностью покрывать растительный материал. Выкипающую воду нужно периодически доливать. Производить вываривание желательно в проветриваемом помещении в связи с сильным запахом красильного раствора.

Далее растительный отвар процеживался. Полученный экстракт можно хранить в прохладном месте несколько часов, но лучше сразу использовать для окрашивания образца ткани.

Окрашиваемый материал – белая хлопчатобумажная ткань предварительно была выстирана в теплой воде со стиральным порошком для удаления возможных загрязнений следами жира.

Окраска производилась в эмалированной посуде (в которой ранее осуществлялось вываривание). Красильный экстракт доводили до кипения и в него опускали окрашиваемый материал. Далее его кипятили на медленном огне в течение 15- 20 минут. Окрашиваемую ткань желательно периодически переворачивать для достижения равномерной окраски. Вынув окрашенную ткань из раствора растительного красителя, ее оставляли     Рисунок 1 Образцы окрашенной ткани

для просушки на сутки на свету.

Это способствовало достижению большей устойчивости окраски. Затем материал полоскали в чистой теплой воде.

Для придания более ярких оттенков окрашенной ткани были использованы алюмокалиевые квасцы КАl(SO4)2·12H2O. Их применение не изменяет «натуральный» цвет красителя. Окрашиваемый материал сначала пропитывался 1% раствором квасцов (5 г квасцов на 0,5 л кипяченой воды), для этого кипятился в эмалированной посуде в течение 30 минут. Далее производилась окраска образца. В результате были получены образцы окрашенной ткани (рис.2). Видно, что большинство образцов приобрело более насыщенный цвет.

Проверка устойчивости цвета ткани к температуре, свету, моющим средствам

Высушенные после полоскания в чистой воде окрашенные образцы ткани были проглажены горячим утюгом. Изменения цвета не наблюдалось. Вывод: красители устойчивы к высокой температуре.

Для проверки устойчивости к свету и моющим средствам окрашенные образцы ежедневно в течение недели стирались мылом в теплой (около 50°С) воде. Все время они находились под действием яркого солнечного света.

Изменение цвета образцов после стирки и действия солнечного света

Линька при стирке (изменение цвета мыльной пены) происходила только у образца, окрашенного луком, что подтверждает предположение о недостаточно прочном сцеплении красителя с волокнами ткани. Изменение цвета при первой стирке произошло у образцов, окрашенных зверобоем и черникой на соответственно

Чтобы покрасить ткань в розовый или красный цвет, используйте свеклу и чернику. Пигменты, которые в них содержатся, могут придать ткани очень красивый пыльный розовый цвет.

Для получения голубого и фиолетового оттенков используйте краснокочанную капусту и ежевику.

Чтобы получить медный и горчичный цвета, используйте обычную луковую шелуху.

Чтобы покрасить ткань в желтый цвет используйте лимонные и апельсиновые шкурки. Цедра придает ткани мягкий желтый цвет.

Очень красивый цвет получается из свеклы. Вода превращается в рубиновую прямо на глазах!

До покраски нужно сделать фиксирующий раствор, который поможет ткани удерживать красящий пигмент.

Если красите ягодами, используйте солевой раствор: к 8 стаканам воды добавьте полчашки соли, положите ткань и около часа кипятите на медленном огне.

Если красите овощами, используйте уксусный раствор: к одной части уксуса добавьте четыре части воды, положите ткань в раствор и также держите на медленном огне на протяжении часа.

После этого выньте ткань и прополосните холодной водой. Вот теперь она готова к покраске.

Опустите ткань в красящий раствор и оставьте на некоторое время. Чем дольше вы держите ее в красителе - тем насыщеннее будет цвет.