Пигменты

Частное учреждение общеобразовательная организация школа «Ступени»

ПРОЕКТНАЯ РАБОТА

ПИГМЕНТЫ
 

                           

                               Автор презентации:
                                                            ученица 9 класса Богданова Мария
                                   
                      Руководитель:
                                                учитель химии И.В. Морозов

г. Москва
Школа «Ступени»
2021 год

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

• Что такое цвет?
• Цвет и краска.
• Из чего состоит краска художника?
• Смесь, ее определение. Типы смесей.
• Пигмент – наполнитель краски. Типы пигментов.
• Пигмент – простое вещество.
• Пигменты – оксиды.
• Пигменты – основания.
• Пигменты – кислоты.
• Пигменты – соли.
• Химические процессы, происходящие с красками.
• История возникновения темперы.
• Особенности темперных красок.
• Станковая и монументальная живопись.
• Темперные краски сегодня.
•  Сырье для фарфора.
• Китайская технология изготовления фарфора.
• Старинные китайские изделия.
• Первый европейский фарфор.
• Первый российский фарфор.
• Роспись первого российского фарфора.
• Первые российские фарфоровые заводы.
• Современный взгляд на производство фарфора.
• Приготовление фарфоровой массы.
• Формование изделий.
• Первый обжиг.
• Подглазурная роспись.
• Краски для подглазурной росписи.
• Глазурование.
• Второй обжиг.
• Надглазурная роспись.
• Третий (закрепительный) обжиг.
• Окончательная отделка изделия.

   Уважаемые друзья. Сегодня я хотела бы предложить вашему вниманию достаточно интересную тему: «ПИГМЕНТЫ В ЖИВОПИСИ».

Что такое цвет?

   Значение цвета в жизни человека велико и многообразно. Все, что мы видим, мы видим при помощи цвета и благодаря ему. Так что же такое цвет? Откуда он появляется и из чего он состоит?

   Цвет – это один из признаков видимых нами предметов, осознанное зрительное ощущение. Человеческому глазу доступны около сорока тысяч оттенков цвета.

   Цвет – это способность поверхности отражать волны определенной длины. Оказывается, всему причиной солнце, вернее, его световые лучи, которые озаряют все на своем пути. В темноте мы не видим никаких цветов. Когда в глаза попадают лучи солнечного или электрического света – световые волны, - у нас возникает ощущение цвета.

   Солнечные лучи обладают удивительными свойствами – они преломляются (так, как показано на этом слайде) (2).

   Различные тела пропускают или отражают часть световых лучей, попадающих на них, благодаря чему мы можем воспринимать цвет любого тела. Для каждого тела поглощение или отражение лучей различно. Когда от поверхности тела, например, отражаются только зеленые лучи, а остальные поглощаются, мы видим тело зеленым. При полном поглощении лучей тело воспринимается черным, а при отражении всех лучей поверхность воспринимается белой.

   Первым это явление открыл английский физик И.Ньютон (перед вами портрет ученого выполненный Дж. Торнхиллом) (3) – ему удалось разложить белый свет на цвета спектра. Ньютон определил в спектре семь цветов. Призма разделила составляющие луч волны на группы коротких, средних и длинных. Короткие волны дают ощущение красных и желтых цветов, а более длинные – синих и фиолетовых. В солнечном свете содержатся все цветовые волны. При смешении их получается впечатление белого цвета, а при разложении мы видим все цвета радуги. Радуга возникает в результате преломления солнечных лучей в мельчайших дождевых капельках, выполняющих функцию призм. Красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый цвета составляют спектр. Волновая природа света – это основа восприятия цвета через органы зрения.

Цвет и краска.

   Художник передает цвет на картине при помощи красок. Краски, применяемые в живописи, разделяют по цвету на основные и составные. Основные краски (4) (желтая, красная, синяя) невозможно составить из других красок, но, смешав их, можно получить все остальные. Создание новой краски – это всегда поиск нового химического соединения.

Из чего состоит краска художника?

   Краска состоит из наполнителя – цветного пигмента, связующей части – клея или масла и растворителя – воды или спирта.

   Краски, которыми пользуются художники, не являются чистыми веществами, а представляют собой различные смеси. Смешивание – один  из способов создания широкой гаммы оттенков на картине, которое достигается механически, при смешивании краски на палитре (на слайде представлена работа А. Завада «Палитра») (5). Смешивание красок может происходить и таким образом (6).

Смесь, ее определение. Типы смесей.

   Смеси могут   быть   неоднородными,   где   нерастворимые   частицы   видны   невооруженным   глазом,  и однородными, которые еще называются растворами, где нельзя заметить границу раздела между веществами. Типичная неоднородная смесь – мутная вода с частицами песка и глины. Типичная однородная смесь – воздух, в котором смешаны азот, кислород, оксид углерода(4), аргон и другие вещества. Художественная краска представляет собой сложную неоднородную смесь, состоящую из связующей части и пигмента.

Пигмент – наполнитель краски. Типы пигментов.

   Пигментами называются различного рода красящие вещества, как естественные, так и искусственные. Пигменты отличаются от растворимых красителей нерастворимостью в воде и в окрашенных материалах. Пигменты не только придают окраску, но в некоторых случаях улучшают свойства красочных пленок, защищающих материал от коррозии..

   Практическая ценность пигментов определяется чистотой тона, устойчивостью к свету, высокой температуре, растворителям и различным реагентам. Чем однороднее по величине частицы пигмента, тем лучше их оптические и технологические свойства.

   Пигменты бывают двух типов – неорганического и органического происхождения. На практике в живописи кроме минеральных пигментов, главным образом глин, содержащих оксиды или соли металлов, используются красители растительного происхождения, полученные из листьев, коры или корней растений (шафран, индиго, хна и др.), а также с помощью обжига виноградных и персиковых косточек.    В зависимости от своих химических свойств пигменты разделяются на два больших класса: моногенетические и полигенетические пигменты. Первые представляют сами по себе окрашенные вещества, и как бы не изменяли условия закрепления пигмента, цвет его не изменяется. Примерами такого рода пигментов могут служить: фуксин, ультрамарин, индиго и т.п. Полигенетическими пигментами называются пигменты, часто сами по себе не представляющие окрашенных веществ, но способные с различными вспомогательными веществами давать то или другое окрашивание. Примерами их могут служить ализарин, кампеш, церулеин и др. Сам по себе бесцветный ализарин дает красное окрашивание с глиноземом, фиолетовое с оксидом железа и коричневое с оксидом хрома.

Пигмент – простое вещество.

   Одним из пигментов чистых веществ является «сажа газовая», дающая черный цвет и являющаяся практически чистым углеродом. Изготавливают сажу газовую путем сжигания природного газа (в основном метана), а раньше ее производили путем сжигания косточек фруктов. Чистыми веществами являются пигменты, входящие в состав серебряной и золотой краски. В серебряной пигментом является порошок алюминия, в золотой – бронзовый порошок: сплав 80% меди и  20% олова.

Пигменты – оксиды.

   В большой семье пигментов обширную группу составляют вещества, содержащие в качестве хромофоров оксиды металлов. Оксиды – это сложные вещества, состоящие из двух химических элементов, один из которых – кислород. В пигментах красок типичными оксидами являются: в белой – оксид цинка (ZnO), в зеленой – оксид хрома (Cr2O7), в желтой – кристаллогидрат оксида железа (Fe2O3∙ nH2O).

Пигменты – основания.

   Роль оснований в области создания пигментов не столь значительна, как оксидов, но их широко используют в получении пигментов. Важны и другие области применения оснований в живописи. Например, гашеная известь – Са(ОН)2 – является основным компонентом грунта под фреску. На известковой воде в Древней Руси замешивали пигменты для настенных росписей. Едкие щелочи используют в качестве связующего при изготовлении обыкновенной плакатной гуаши, а при создании гравюры, в ювелирном деле и при изготовлении эмалей – для обезжиривания различных поверхностей.

Пигменты – кислоты.

   Многие неорганические кислоты, например серную и ортофосфорную, широко используют в современном производстве пигментов и красителей. Среди органических кислот «поставщиками» пигментов являются уксусная и молочная кислоты.

   Историческую роль уксусной кислоты и ее солей в приготовлении пигментов объяснить нетрудно: уксус образуется при скисании фруктовых соков и вина, поэтому он известен и относительно доступен человеку уже несколько тысяч лет.

Пигменты – соли.

   Но большинство пигментов, применяемых в красках, представляют собой различные соли. Соли – это сложные вещества, состоящие из ионов металлов и кислотных остатков. Например, чистый синий цвет дает пигмент под названием «марганцовая голубая», являющийся неоднородной смесью двух солей – гипоманганата и сульфата бария (BaMnO4∙BaSO4), а чистый желтый цвет дает пигмент «стронциановая желтая» – хромат стронция (SrCrO4).

Химические процессы, происходящие с красками.

   По словам Плиния (1 век н.э.), наиболее древними природными красками были: белая (мел), желтая (охра), красная (синопская земля или алюмосиликатные глины) и черная (сажа).

   По мнению античных и средневековых авторов, самой древней искусственной краской были свинцовые белила. Распространенной краской в античности была также ярь-медянка, цвет которой мог иметь оттенки от зеленого и зелено-синего до голубого. Основа краски – уксусно-медная соль. Она получается при действии уксусной кислоты на медные листы при свободном доступе воздуха. Этот пигмент, используемый при приготовлении темперных красок, широко применялся живописцами вплоть до 15 – 17 в.в. (Обратите внимание на творение Лукаса Кранах Старшего «Мадонна», выполненное с использованием таких красок) (7).

   Когда реставраторы начали изучать картины 15 – 19 в.в., они обнаружили, что за это время художники перепробовали до трехсот видов различных пигментов. Но в разное время количество красок, которыми пользовался один художник, было ограничено. Так, например, с 15 по 16 в. живописцы использовали для своей палитры всего одиннадцать пигментов – три синих, два желтых, два зеленых и два красных, а также белый и черный. В 17 в. применялись всего тринадцать пигментов (как в работах Веронезе «Поклонение волхвов» (8) и Рембранда «Флора») (9). И только благодаря развитию химии в 18 – 19 в.в. начинается открытие новых пигментов, которые обогатили палитру художников. В это время создаются несколько зеленых и желтых пигментов, в том числе и неаполитанская желтая, в основу которой вошли свинцовые белила и соединение сурьмяной кислоты с оксидом свинца (эти пигменты Энгр использовал в работе «Мадемуазель Ривьер») (10). В конце 19 в. в живописи начинают применять цинковые белила, что стало важным этапом в развитии техники живописи. Эти белила дали художникам не только насыщенную белую краску, но и возможность получать чистые разбелы других красок, к тому же не темнеющих в дальнейшем при воздействии сероводорода (H2S) и оксида серы (4) (SO2), из-за чего темнеют краски, смешанные со свинцовыми белилами (цинковыми белилами Клод Моне писал «Даму в саду») (11).

   Итак, краски бывают акварельные, гуашевые, масляные и полимерные. Все их объединяет применение одних и тех же пигментов. Различаются же они по составу связующего вещества. Это могут быть клей, масло, нитролак, смола, парафин.

   Поиск лучшего связующего происходил на протяжении всей истории человечества. Только в 18 в. создаются краски на основе масла. Современная история приписывает изобретение масляной живописи Яну Ван Эйку – художнику, жившему в 15 в. в Нидерландах (на слайде представлена одна из его работ «Портрет четы Арнольфини») (12). Однако известно, что растительные масла для краски применяли еще античные живописцы. Энкаустические краски, применявшиеся в античности, содержали не только воск, но и льняное масло (Фаюмские портреты выполнены именно в этой технике) (13).

   Вид красочного слоя на живописном полотне спустя много лет, а то и веков, зависит от того, знал ли и соблюдал ли художник законы смешивания красок, в основе которых находятся разные пигменты. Когда же, например, свинцовые белила смешивают с кобальтом синим, ультрамарином, краплаком красным, то происходит такое их химическое соединение, что картина чернеет. Смешивание красок на палитре – это физический процесс, высыхание, например масляной краски, - это химический процесс.

История возникновения темперы.

   Самым древним связующим, по мнению археологов, считается яичный желток, с которым смешивались различные пигменты и на основе которого готовились темперные краски. Темпера сложилась и развивалась параллельно с мозаикой, фреской и византийской эмалевой миниатюрой и была на протяжении многих веков основным материалом станковой живописи. Слово «темпера» происходит от латинского «темпераре», что означает «смешивать». В зависимости от состава связующего различают разные виды темперы: яичную, яично-масляную, яично-лаковую, казеиново-масляную и др.

   Разнообразие видов темперы имеет историческое обоснование. Работая над усовершенствованием приемов и используемых материалов, живописца волновал не химический состав красок, а художественный результат, дополнительные возможности для выражения своего замысла. Немаловажным фактором являлись стоимость и доступность различных материалов. Впрочем, любой серьезный живописец старался соблюдать правило химической совместимости художественных материалов, ведь от этого зависела долговечность живописи.

   Наиболее доступными и практически готовыми к употреблению для изготовления красок природными эмульсиями являются белок и желток куриного яйца. Клеящие вещества белка и яичное масло, преобладающие в желтке, при разведении водой образуют эмульсию, способную связывать порошки пигментов. Из куриных яиц делали (иногда делают и сегодня) связующие для разных видов темперы.

   Клеевую темперу готовят на водном растворе белка. Яичный белок дает быстро сохнущие, но хрупкие, легко растрескивающиеся пленки.

   Желтковую темперу получают из яичного желтка. При высыхании образуются прочные, весьма эластичные пленки, однако этот процесс требует относительно длительного времени.

   Яичную темперу готовят из цельного яйца, разбалтывают его в двойном объеме воды с добавлением уксуса и процеживают, чтобы удалить пленки и хлопья. Яичной темпере свойствен серьезный изъян: она недостаточно эластична. Это означает, что при изменении условий окружающей среды живописный слой не может в должной степени следовать за изменениями основы: доски, холста, известкового грунта, на которую нанесены краски (специалисты говорят, что он «не дышит»). В результате может произойти нарушение целостности живописного слоя, его растрескивание и шелушение.

   Разумеется, старые мастера стремились каким-то образом преодолеть этот недостаток и применяли различные доступные добавки для повышения эластичности темперы. С этой целью немецкие художники использовали спирт и пиво, итальянцы – сок фигового дерева или вино, а русские изографы брали хлебный квас, эти добавки улучшали текучесть красок и служили консервантами. Все перечисленные «хитрости» были обнаружены эмпирическим путем, случайным подбором веществ.

Особенности темперных красок.

    Природа связующего накладывает те или иные ограничения на использование некоторых пигментов. Особенно «капризна» желтковая эмульсия.

Во-первых, она груба и недостаточно прозрачна для многих, очень важных, органических пигментов, например для красного краплака, желтого шафрана. Учитывая, что в старину число пигментов было крайне ограничено, такое свойство представляло существенную проблему.

Во-вторых, как говорят между собой мастера, яйца «не любят» пигменты, содержащие серу, например киноварь, ультрамарин, поскольку эти окрашивающие вещества вступают в химическое взаимодействие с компонентами желтка.

В-третьих, синие и голубые пигменты изменяют свой оттенок – становятся зеленоватыми. Поэтому перечисленные красители растирали на камедях, например гуммиарабике.

   Технология создания темперных полотен очень сложна. Для прочного закрепления красок на основе необходим промежуточный слой – грунт. Нередко его накладывали несколькими слоями, каждый из которых требовалось долго и тщательно просушивать.

   Для качественного нанесения многослойного грунта его компоненты должны быть очень тщательно растерты. То же самое касается и красок. Темперная живопись является многослойной: каждый фрагмент изображения обычно прописывали несколько раз. Причем свойства красок таковы, что перед нанесением нового слоя предыдущий должен был полностью высохнуть. Краски, наложенные слишком толстым слоем, растрескивались, поэтому требовалась поистине ювелирная работа – как на этапе подготовки материалов, так и при выполнении живописи.

Станковая и монументальная темперная живопись.

   В период Возрождения европейские художники в качестве основы  под темперу использовали доски. Например, знаменитая Джоконда написана Леонардо да Винчи темперными красками на тополевой доске (14).

   При подготовке доски после скобления и шлифовки ее поверхность выравнивали горячей шпатлевкой из смеси свинцовых белил, воска и тертого кирпича. Далее накладывали слой грунта, который улучшал сцепление красочного слоя и основы и служил своеобразным буфером, ограничивающим их движение при изменении температуры и влажности среды.

   Особое место в разговоре о темпере занимают монументальные художественные произведения – величественные фрески, выполненные итальянскими живописцами эпохи Возрождения, например фреска Мелоццо да Форли (15). В то время все крупные соборы, покои дворцов украшали настенными росписями.

   Многие фрески, созданные при помощи темперы в самый расцвет эпохи Возрождения, удостоились всемирной славы. Это прежде всего «Тайная вечеря» Леонардо да Винчи (16), роспись

станц (парадных зал) Ватиканского дворца Рафаэлем Санте (17). Интересно, что недавно отреставрированные росписи Микеланджело в Сикстинской капелле – «сердце» Ватикана, помещении, где на протяжении столетий происходят выборы Папы Римского, - были написаны в технике «буон фреско» по сырой штукатурке без применения темперы (видео18).

   Развитию и распространению темперной живописи весьма способствовала и иконопись (обратите внимание на слайд, где представлена икона Владимирской Богоматери) (19). Работая над иконой, византийские, а вслед за ними после крещения Руси и русские художники-изографы имели четкие предписания ко всей своей деятельности, которые необходимо было строго исполнять.

   Согласно античным и средневековым представлениям, мир состоял из четырех основных элементов-стихий, земли, воды, огня и воздуха. Из них в иконе главенствуют два: земля и огонь, точнее – земля, «преображенная» огнем. Земля и огонь образуют новое единство, отражающее начало творения всего земного.

   По традиции, цвета в иконе должны быть чистыми, незамутненными, интенсивными, как бы передающими сияние преображенной материи, как это видно на следующем слайде (20). Белый цвет символизирует чистоту и раскаяние, красный – любовь и очищающий огонь, голубой – духовность и веру, зеленый – цвет возрождения, травы, листвы, юности и юродивых. Перечисленным цветам всегда противопоставлен черный – цвет ада. Золоту предназначалась особая роль. Золотой фон, штрихи на нимбах, уборах и одежде святых, нанесенные золотом, обозначают божественный свет.

Темперные краски сегодня.

   Современные художники чаще используют казеиново-масляную темперу фабричного производства. Как это нередко бывает с живописными материалами промышленного изготовления, для таких красок характерен ряд существенных недостатков, не свойственных материалам, приготовленным кустарным способом в мастерских художников, где все рецепты на протяжении многих десятилетий передавали по наследству.

   Высыхая, казеиново-масляная темпера каменеет за счет того, что затвердевают ее главные составляющие – белок казеин и масло. Для изготовления казеиново-масляных красок в мастерских использовали творог. В промышленных условиях в качестве сырья берут порошковый казеин фабричного производства. К сожалению, в нем обычно присутствует некоторое количество извести, которая в соединении с маслом вызывает потускнение красок. Именно в этом причина постепенного снижения яркости современных картин, написанных темперой. Таким образом, следует в очередной раз подчеркнуть: несмотря на то, что промышленное производство художественных материалов дает несомненные преимущества, качество получаемых материалов нередко снижается.

   Особый интерес вызывает использование пигментов в росписи фарфоровых изделий. При отделке фарфора изделия подвергают высокотемпературному обжигу уже после нанесения на их поверхность красок. Большинство пигментов не выдерживают таких высоких температур и разлагаются, но об этом мы поговорим в следующий раз. Спасибо за внимание.