Лекция 1.

ПИГМЕНТЫ

(Красители синтетические, их получение и применение, типы красителей и их основные свойства; Природные красящие вещества, их нахождение в природе, основные свойства; Краски - что это такое, виды красок; Пигменты, происхождение, применение, состав, назначение).

Первое Российское собрание сведений о свойствах, приготовлении и видах красок вышло в 1869 году по инициативе Вице-Президента Императорской Академии Художеств Князя Григория Григорьевича Гагарина.

В этом издании было принято, как наиболее удобное, деление красок по цвету на семь основных групп. При чем порядок, в котором расположены группы, не имел существенного значения. Белые; желтые и оранжевые; оранжево-красные, красные и филетовые; кричневые; черные; синие и голубые; зеленые. В каждой группе краски были располжены так: элементы, сплавы, окислы, сернистые соединения, минеральные соли, орг. соединения. Российское описание красок включало: 1)Цвет, 2)Прочность к внешним воздействиям, 3)Способность смешиваться с веществами, из кот. изгот. краски, и с другими красками, 4)Способность покрывать различные предметы и другие краски, 5)Влияние на здоровье, 6)Способы приготовления и места производства, 7)Пригодность к употреблению, 8)Исторические сведения.

В некотором смысле подобное деление справедливо и до сих пор, т.к. с современной точки зрения одним из важнейших факторов, определяющих любые красящие вещества является цвет. Цвет пигментов (или красителей) определяется совокупностью явлений рассеяния и поглощения света их частицами. Ощущение цвета возникает в результате воздействия на зрительный нерв электромагнитных излучений с длинами волн от 380 до 760 ммк (нм). При этом совместное действие электромагн. излучений во всем указанном интервале (называемом видимой частью спектра) вызывает ощущение белого света, а раздельное действие узких пучков излучений или их совокупностей - ощущение окрашенного света.

Табл.1

Спектральные цвета с их длинами волн и дополнительные цвета, ощущение которых возникает, если из белого цвета изъять какой-нибудь из спектральных цветов:

Длины волн Спектральный Дополнительный

ммк цвет цвет

400-435 Фиолетовый Зеленовато-желтый

435-480 Синий Желтый

480-490 Зеленвато-синий Оранжевый

490-500 Синевато-зеленый Красный

500-560 Зеленый Пурпурный

560-580 Желтвато-зеленый Фиолетвый

580-595 Желтый Синий

595-605 Оранжевый Зеленовато-синий

605-730 Красный Синевато-зеленый

730-760 Пурпурный Зеленый

Т.е. тело, кажущееся желтым поглощает синий свет, кажущееся фиолетовым - желто-зеленый и т.д..

Тело кажется белым, когда оно в одинаковой степени отражает лучи всей видимой части спектра, черным - когда полностью их поглощает, серым - когда приблизительно одинаково, но не полностью, поглощает каждое из них, и цветным - когда избирательно поглощает некоторые из них.

В основе современного учения о цвете лежит теория Гельмгольца и Геринга о трехцветных цветовых ощущениях. Принятая в настоящее время теория цветности базируеется на трех законах сложения цветов, установленных Грассманом.

В соответствии с первым законом любой цвет можно рассматривать как совокупность трех линейно независимых цветов, т.е. таких трех цветов, из которых ни один не может быть получен сложением двух других.

Из второго закона следует, что вся цветовая гамма непрерывна, т.е. не может существовать цвет, не примыкающий к другим цветам. Путем непрерывных изменений излучения любой цвет может быть превращен в другой.

Третий закон сложения цветов гласит, что какой-то цвет, полученный путем сложения нескольких компонентов, зависит только от их цветов и не зависит от их спектральных составов. На основании этого закна один и тот же цвет может быть получен путем разных сочетаний других цветов. Общепринятым является, в наст. время, рассматривать любой цвет как совокупность синего, зеленого и красного, являющихся линейно независимыми. Однако согласно третьему закону смешения цветов, существует бесчисленное множество других комбинаций.

Международной комиссией по освещению (МКО) в качестве трех первичных цветов приняты цвета монохроматических излучений с длинами волн 700; 546, 1 и 435, 5 нм.

Но уже при развитии физики XVIII века учёные могли обосновать некоторые цветовые особенности красок и оптические возможности глаза.

Так считалось, что для всякого цветного в-ва можно подыскать такой свет, при освещении которым в-во будет казаться белым, серым или чёрным. Было замечено, что одно и тоже в-во, но в различных состояниях, отражает свет не одинаково (возникает разница в цвете). Напр. полированная пов-ть чёрного мрамора и серого гранита темнее неполированной, а под определенным углом зрения полированная поверхность может казаться и белой. Это объясняется тем, что вследствии большей шероховатости неполир-я пов-ть рассеивает падающий на неё свет так, что в каждом данном направлении отражает довольно значительное кл-во света, а отражение от полиров-й пов-ти более правильно и кол-во отраж-го света значительно только в направлениях, зависящих от угла падения света. На подобие полировки действует покрытие лаком.

К тому времени было выявлено влияние контрааста цветов и освещения, котрое зависит уже только от устройства нашего глаза. Напр., если на чёрный фон положить белый лист, пристально посмотреть, а потом закрыть глаза, то остаётся негативный образ с белым фоном и чёрным листом.

Подобное субьективное восприятие проявляется и после пристального наблюдения каких-либо цветных предметов, напр. солнечного спектра, отраженного экраном. После закрытия глаз показывается извращенное представление спектра: на месте ярко-жёлтого появляется тусклый фиолетово-красный, на месте неярких красных и фиолетовых появляются очень яркие жёлтые, и т.д. Одним словом, вместо каждого спектрального цвеета, глаз начинает казаться на соответствующем месте цвет дополнительный, т.е. такой, который вместе со спектральным составил бы белый цвет. Напр. если смотреть нна красный предмет, а потом резко перевести взгляд на белую бумагу, то создается впечатление, что вы видите синевато-зеленое изображение. Подобным бразом получаются вместо жёлтого - индиговый, вместо чёрного - белый и обратно и т.п. Это явление было названо субьективным изображением. Но субьект. изобр-я могут существовать и вместе с действительными (или обьект-ми). К числу таких смешанных явлений принадлежат и явления ореолов и, как следствие этих ореолов, явления контрастов цветов и освещения. Напр. на белом фоне края чёрного преедмета кажутся чернее. Явление ореола может создавать оптическую иллюзию, увеличивающую истинные размеры предмета. Напр. раскалённая часть проволоки кажется толще нераскалённой. Полумесяц в ночном небе оптически увеличивает истинные размеры луны и т.д.

Итак всякая краска может выигрыватть илли проигрывать в цвете, в зависимости от того, какая другая краска или другой цветной предмет находится рядом.

Все красящие вещества, применяемые в художественных, малярнных, декоративных работах или в промышленнности, печатном деле и т.д. можно по их составу и получению подразделить на два основных типа: красители и пигменты.

Термин " краситель" (в том смысле, как его сейчас понимают был введен в 1908 году А.Е.Порай-Кошицем взамен раннее применявшихся терминов " краска" и " пигмент", которым сейчас придают нескольк иное значение. Краской называют смесь красящих и связующих веществ, применяемую для поверхностного окрашивания различных изделий или для печатания на тканях, бумаге, пластических пленках и др. материалах. Название " пигменты" сохраняется для нерастворимых красителей, а также некоторых неорганических веществ.

Красители синтетические.

Рассмотрим синтетические красители. Ими являются вещества для окраски различных материалов, получаемые методами органического синтеза. В широком смысле сюда отнсятся также бесцветные сединения, из которых окрашенные вещества образуются уже после нанесения на окрашиваемый материал (например: индигозоли, диазоаминолы, фталогены и некоторые красители для меха). В основном подобные красители при последующем восстановлении или окислении приобретают стойкий цвет.

Производство синтетических красителей было начато в 1857 году Перкиным. В следствие этого из промышленнй практики практически были вытеснены природные красители и даже наиболее ценные из них ализорин и индиго стали обьектами прмышленного производства. На данный момент в мире проомышленно выпускается более 10000 различных красителей, основная часть которых предназначена для расцветки волокнистых материалов. Такими материалами являются целлюлозные, белковые, полиэфирные, поливинилацетатные и многие другие химические и смешанные волокна. Крашение вышеуказанных материалов - это физ.-хим. процесс и осуществляется, как правило, в водной среде. Крашение состоит из диффузии красителя к поверхности волокна, адсоорбции его на поверхности, диффузии красителя внутрь волокна и фиксации или закреплении его. В отдельных случаях крашение осуществляют, синтезируя краситель непосредственно в волокне. Крашение заключается в самопроизвольном переходе красителя из красильной ванны в волокно до устанвления равновесия. Существует более десятка способов крашения текстильных и волокнистых материалов. Выбор способа зависит от структуру и химического состава материала, свойств красителя, возможности или невозможности применять температурное крашение и т.д.

По техническим свойствам и областям применения красители делят на: прямые, сернистые, водораств. производные сернистых красителей, кубовые, водорастворимые производные кубовых красителей, протравные красители для хлопка, компоненты, образующие красители на волокне, красители для полушерсти, кислотные, протравные красители для шерсти, специальные красители для химических волокон, красители для кожи и шубной овчины, красители для меха, основные красители, красители для дерева, оптические отбеливающие препараты, пигменты, лаки и некоторые другие специальные специфические красители, применяемые в довольно узких областях. В пределах каждой группы красители различаются по цветам получаемых окрасок на желтые, золотисто-желтые, оранжевые, красные, розовые, рубиновые, бордо, красно-фиолетовые, фиолетовые, синие, голубые, бирюзовые, зеленые, оливковые, желто-коричневые, красно-коричневые, коричневые, серые, сине-черные, черные.

Название красителей состоит из двух или более слов. Первое указывает на способ применения, второе - характеризует цвет, третье - специфические свойства, следующие за словами цифра и буква указывают на отклонение оттенка красителя.

По физическим свойствам синт. красит. можно разбить на две основные группы: растворимые и нераств. в воде.

Красит., растворимые в воде. Почти все растворимые красители имеют ионогенный характер, известно лишь очень ограниченное число окрашенных неплярных сединений, раствримых в воде. Соли аммониевых, реже сульфониевых или оксониевых оснований, которые составляют класс основных или катионоидных красителей, применяются для окраски натурального шелка, кожи и полимернго влокна, для изготовления чернил, карандашей, в полиграфии, в косметике, а также для галогеносеребрянных фотоэмульсий.

Катионидные красители содержат солеобразующие группы основного хорактера. Т.к. одним из основных критериев качества красочного покрытия является его светочуствительность (т.е. возможнсть находиться длительне время на свету без изменения оттенка), то в первую очередь смотрят на воздействие света на пигмент или краситель, входящий в состав краски. Для светопрочной окраски различных полимерных волкон выпускают специальные цианиновые, азокрасители, замещенные антрохинона и др. Обычно они имеют характер солей четвертичных аммониевых соединений.

Анионоидные красители, за небольшим исключением, представляют собой соли сульфокислот. В зависимости от размера частиц и некоторых других особенностей молекул красители обладают способностью преимущественно окрашивать целлюлозные (хлопок, лен, вискоза) или белквые (шерсть, шелк) волокна. Растворимые красители, пригодные для непосредственного окрашивания целлюлозного волокна называются прямыми. Впервые прямой краситель для хлопка был открыт в 1884 году - это конго красный. Высоким сродствм к целлюлозному волокну обладают азокрасители, полученные из различных производных бензидина.

Для повышения устойчивости окрасок прямыми красителями к стирке крашенные изделия обрабатывают раствримыми искусственными смлами, бразующими с красителями нераств. соединения.

Красит., нерастворимые в воде. К числу нераств. в воде относятся кубовые и сернистые красители, использование которых связано с временным превращением в растворимые соединения. Кубовые красители способны восстанавливаться в щелочном растворе с образованием растворимого в воде продукта, легко окисляющегося кислородом воздуха в исходный краситель. Щелочной раствор продукта восстановления красителя называется кубом и широко используется в текстильной промышленности (кубовая кислота).Например индиго один из самых известных в древности красителей, тоже является кубовым красителем, хотя сейчас его получают синтетически и широко используют (индигоидные красители) для печати по хлопчатобумажной ткани, крашения меха и шерсти.

Природные красящие вещества. (ПКВ)

Природными красящими веществами являются сложные органические соединения, вырабатываемые живыми организмами и окрашивающие различные животные и растительные клетки и ткани. До середины ХIХ века многие ПКВ применялись для окраски текстильных изделий, кожи, бумаги, парфюмерных издели, пищевых продуктов и т.д.. Но с развитием органического синтеза, а особенно анилино-красочной промышленности (анилиновые компании по выгоде не уступали добыче нефти) ПКВ постепенно вытеснились. Но, т.к. большинство из них играют существенную роль в жизни организмов, которыми они продуцируются, они обладают значительной физиологической и антибиолоог. активностью и часто применяются как лечебные средства.

ПКВ широко распространены и в химическом отношении весьма разнобразны. Классификация их взможна по различным признакам, напр. по происхождению (живтные, растительные, крыльев бабчек, цветв и т.д.) Во многих случаях в различных прирдных источниках встречаются одни и те же или близкие по строению ПКВ, поэтому удбней классифицирвать их как органические соединения по функциональным признакам. В рамках такой классификации ПКВ делятся на красители: 1.алифатического и алициклического рядов; 2.ароматического ряда; 3.гетероциклического ряда.

К первой группе отнсятся т.наз. каротиниды, содержащие цепи углеродных атомов с системой конъюгирванных двйных связей, которая и обуславливает окраску. С увеличением длины конъюгированной системы окраска углубляется. Среди красителей этой группы встечеются углеводороды, спирты, сложные эфиры, кетоны, альдегиды, кислоты, окиси и т.д. Каротиноиды встречаются как в растительном, так и в животном мире. Многие из нних, напр., каротин, ообладают выской физиологической активностью (провитамин А ). Также различными бактериями продуцируются красители (полиены), являющиеся антибиотиками (канацидин, пентамицин, трихомицин и др.).

Ко второй группе относятся окси- и алкоксизамещенные непредельные кетоны. Многие из этих красителей встречаются в природе в виде гликозидов. Часто красители этоой группы (хиноны, антроны, гиперицин и др., желтого, красного, коричневого, фиолетового цветов) встречаются в корнях некоторых растений. Среди ПКВ ароматическго ряда имеются также соединения, обладающие физиологич. и антибиотич. активностью (напр., витамин К, куркумин, хиноны и др.). К ПКВ относятся антибиотики группы тетрациклина, окрашенные в желтый цвет. Многие ПКВ ароматического ряда раньше широко применялись для целей крашения, напр. ализарин (сновнле красящее вещество краппа, содержащег также пурпурин, муджистини рубарин).

Третью группу ПКВ (гетероциклические) можно разделить на две части: а) кислородсодержащие; б) азотсодержащие.

К кислородсодержащим гетероциклическим ПКВ тносятся такие красители, как салицин, призводные дигидрофурана, светло-желтый и оранжево-красный красители лишайника, кумароны и др. красители.

К этой группе относятся призвдные хромана, производные кумарина (напр. еллаговая к-та широк распространена в древесине многих пород) и ксантоны. Кислородсодержащим гетероциклом является и телефоровая кислота - черно-фиолетвый краситель. К ним относятся также бразилин и гематоксилин, выделенные из древесины красного и кампешевого дерева. Эти вещества, будучи сами бесцветными, ранее широко применялись для крашения хлопка по протраве (синевато-красные и фиолетовые выкраски).

Многие ПКВ этой группы являются гликозидами. Чаще всего углеводом является глюкоза, рамноза, галактоза, арабинза и др.

Из азотсодержащих гетероциклов интересны производные индола. К числу самых старых ПКВ, применявшихся для крашения, относятся индиго и античный пурпур. Индиго добывалось из листьев тропич. растения Indigofera tinctoria, а также Isatis tinctoria и Polygonum tinctorium, произрастающих в Западной Европе и на юге СССР. В растениях сдержится не сам индиго, а глюкозид индоксила - индикан, распадающийся при гидролизе на глюкозу и индоксил, окисляющийся кислородом воздуха в индиго. Индиго (или индиготин) - кристаллы синего цвета, трудно раствряются в большинстве органических растворителей (0, 004г в 1000мл). В полярных растворителях (анилин, фенол) И. имеет синий цвет, в кипящем парафине - красный; пары индиго пурпурно-красного цвета. Сейчас индиго является дешевым кубовым красителем для хлоопка и шерсти. Окраска И. недостаточна к трению и действию хлора.

Античный пурпур (Тирийский пурпур) древние добывали из молюсков Murex bandaris. Может быть получен синтетически. Из производных П. наиболее известен пурпурин. Это коричневато-оранжевые иглы, нерастворимые в воде, но растворяются в спирте и при нагревании в бензоле и уксусной кислоте. По протраве красит ткань давая красно-коричневые или алые цвета (при хромовой или алюминиевой протр. соотв.).

К Азотсодержащим относятся также производные пиррола. Это три важнейшие группы природных пигментов: пигменты крови (гемоглобин), хлороиллы и желчные пигменты. В хлоропластах зеленых частей растений наряду с каротином и ксантоиллом содержатся желто-зеленый хлорофилл и сине-зеленый хлорофилл, играющие важнейшую роль в фотосинтезе. К этой же группе отнсится и широко распространенный в природе витамин В-12. К желчным пигментам относятся билирубин, мезобилирубин и уробилин. К производным пиррола относится также красный пигмент одной из бактерий.

К этой же группе относятся также производные феназина - желтый краситель гемипиоцианин и темно-синий пиоцианин.

Из азотсодержащих гетероциклических красителей интереснны производные птеридина, впервые обнаруженные в пыльце крыльев бабочек.

Краски - лекокрасочные материалы, состоящие из пленкообразующего вещества (связующего) и тонкодисперсных пигментов. В состав Красок могут входить также минеральные наполнители, пластфикаторы, растворители и др. добавки. Краски маслянные содержат в качестве пленкообразующего олифы, К. эмалевые - синтетические смолы и эфиры целлюлозы в виде растворов в органич. растворителях (лаков). Эмалевые К. также сдержат различные добавки, ускоряющие процесс пленкообразования, повышающие устойчивость жидкой К. и пленки покрытия. При нанесении на поверхность тонким слоем К. образуют непрозрачные, окрашенные прочные пленки, имеющие хорошее сцепление (т.н. адгезия) с поверхностью изделия. Адгезия имеет важное значение при подборе краски для повторного покрытия (напр.: водоэмульсионная - на масло или эмаль; масло или водораств. К. - на ламинированную пверхность и т.д.). Применение К. преследует две основные цели: придание поверхнсти красивого внешнего вида и предохранение материалов от вреднного воздействия внешней среды - солнечной радиации, влаги, химических реагентов, температуры, плесени и т.д. (напр.: " Даная" в 1986г облита к-той - необх. было разработать как методы реставрации, так и методы защиты - полимерные покрытия. Существуют и постоянно разрабатываются новые антисептические и антипиренные покрытия для мебели, дер. домов и т.п.). Покрытия К. иногда выполняют и другие функции, напр. увеличивают отражение света поверхнстью, повышают видимость изделий и знаков (светящиеся краски) и т.п.

Свойства К. зависят от вида пленкообразующего, а также от природы и содержания пигментов и наполнителей. Роль пленко-го (связующего) в-ва закл-ся в обволакивании частиц пигмента и наполнителя, в создании монолитной, твердой и эластичной, газо- и влагонепроницаемой пленки, в обеспечении хорошего сцепления с пверхностью.

Пигменты обеспечивают получение непрозрачного (укрывистго) покрытия, придают небхдимый цвет, повышают светостойкость и стойкость к атмосферным воздействиям, способствуя отражению УФ-лучей, снижению влагонабухаемости путем образования влагостойких химических соединений со связующим (напр., свинцовый сурик или свинцовые белила с олифой). Пигменты снижают и влагопроницаемость уплотняя К. пленку. Особенно заметно это проявляется в случае пигментов, имеющих чашуйчатую структуру (алюминиевая пудра, слюда и др.). Некоторые пагменты пвышают термостйксть покрытий благодаря образованию со связующим металлоорганических сединений (напр., Al-ая пудра с кремнеорг-ми смолами; отдельно - вермикулит с лаком) либо путем упрочнения структуры пленки, изменяют кэициент отражения света от 2% до 90%, а также способность покрытия излучать тепловую энергию. Некоторые пигменты или наполнители имеют избирательные отражательные или поглотительные свойства в различных частях спектра, что позволяет создавать маскировочные К., оптически не дешифруемые и визуально трудноразличимые на фоне местности. Применяя в качестве пигментов вещесва, способные к фосфоресценции или флюоресценции (фотолюминисценция - люминисценция, возникающая под действием светвых квантов) и излучающие свет в видимой части спектра, можно получать светящиеся краски. Некоторые связующие, пигменты или наполнители способны замедлять электрхимическую коррозию путем пассивирования поверхности металла (напр., хроматы цинка, стронция) или путем катодной защиты (цинковая пыль по отношению к железу). Наполнитель и пигмент должны находиться в К. в тонкодисперсном состоянии (размер частиц от 0, 5 до 5 мк). Такие К. обладают лучшей укрывистостью, яркостью, гладкостью покрытия (ранее пигменты по несколько часов растирали в ступках - любимое занятие учеников). Такие К. дольше хранятся. Однако слишком мелкий размер частиц уже снижает укрывистость (меньше половины длины световой волны, т.е. менее 300 нм). Пигменты диспергируют вместе со связующим (в птимальных соотношениях) на краскотерках, в шаровых мельницах или на валках методм сухого вальцевания. Этот способ осбенно эффективен для мелкодисперсных частиц типа сажи. В качестве пигментов применяют металлы, окислы и соли металлов, нерастворимые в связующем.

Пигменты металлические: порошки алюминия, броннзы, нержавеющей стали, цинка, свинца;

белые: цинковые белила, титановые белила (анатазной и рутильной фрмы), литопон;

красные: железный сурик, мумия, марс, кадмопоны, свинцовый сурик, молибдатный крон, киноварь;

синие: милорь, синий кобальт, ультрамарин;

желтые: охра, свинцовый, цинковый и стронцевый крона, окислы железа, желтый кадмий;

зеленые: окись хрома, смеси желтых кронов с милорью, соединения кобальта;

черные: сажа, окислы марганца, окислы железа и др.

Применяются также органич. пигменты (фталоцианиновые, крапплаки, азокрасители, тиоиндиговые и др.), которые, в отличие от растворимых органич. красителей, находятся в К. в дисперсном состоянии. Сульфиды цинка, кальция, кадмия, а также их смеси применяются в качестве в кач-ве пигментов для светящихся фосфоресцирующих К. временного действия, Смолы, окрашенные нек-ми органическими красителями, переведенные в нерастворимое состояние и измельченные до 3-10 мк применяют в качестве пигментов для флюоресцирующих красок.

Нап-ли, в отл. от П. не обладают укрывистостью. Матирующие добавки позволяют уменьшить или устранить блеск пленки. С этой целью применяют стеараты цинка, кальция или алюминия. Стеараты, тальк, бентонитовые глины и тонкодисперсный силикагель препятствуют саждению и расслаиванию П. в красках при хранении. Пластиикатры вводят для повышения эластичности пленок. чаще других применяют касторовое масло, дибутилталат, трикрезилфосфат, полихлордифенил (совол). Растворителями в красках служат летучие орг. в-ва (уайт-спирит, ацетон, толуол, ксилол, спирты, ацетаты и др.) или вода.

Качество Кр-ки существенно зависит от весовых соотношений пигментов, наполнителей и пленкообразующего. В зависимости от св-в П. (плотность, маслоемкость, укрывистость) содержание его колеблется от 0, 2 до 1, 2 в/ч на 1 в/ч пленкообразующего.

В зависимости от процессов, происходящих при образвании пленки, различают два вида Красок: 1) Непревращаемые К., у которых образование пленок происходит в результате улетучивания рас-лей, повышения вязкости и отвердевания. Такая пленка остается растворимой. 2) Превращаемые К., к-рые при образовании пленки претерпевают стуктурные и химические изменения и становятся нерастворимыми. При этом происходит превращение мономеров в полимеры сетчатого строения в рез-те поликонденсации и полимеризации.

Образование пленки сопровождается постепенным увеличением вязкости. Особенно быстро возрастает вязкость эмалевых красок, что обусловлено летучестью растворителей. У масляныхх К., не содержащих летуччих растворителей, вязкость пленки растет постепенно, по мере протекания окислительных и полимеризационных процессов. Продолжительность перехода слоя К. из жидкого в гелеобразное состояние зависит от природы пленкообразующего и температуры. Для непревращаемого пленкообразующего, где образование плленки связано с химич. процессами, решающую роль играет температура. Алкидные, полиуретановые, фенолоалкидные и др. эмалевые К. образуют высококаественные пленки только с применением горячей сушки (80-150 град С).

В процессе эксплуатации пленка К. подвергается воздействию солнечных лучей, тепла, кислорода и др. факторов, вызывающих в ней химические и структурные изменения: деструкцию и структурирование (сшивание макромлекул). Интенсивная термоокислительная деструкция нитроцеллюлозных плёнок происходит при 80-90 град С, виниловых при 100 град С, акриловых при 180-200 град С, кремнийорганических при 250-300 град С. Термическую деструкцию резко замедляет добавление термостабилизаторов. Светостойкость К. увелиивают добавлением П., отражающих свет (алюминиевая пудра) или поглощающих коротковолновую часть спектра (титановые белила рутильной модификации, сажа). Фотохим. деструкцию предотвращают введением в состав К. специальных стабилизаторов (напр., для хлорвиниловых красок это - производные бензофенона, для нитроцеллюлозы - дифениламин).

При деструкции пленка " стареет" (делается хрупкой, растрескивается). Деструкция резко ускоряется под влиянием света, тепла и при наличии электролитов. Структуурирование ускоряется при наличии в связующем активных групп, напр. СООН-, ОН- и солей или окислов поливалентных металлов.

Масляные К. Вплоть до конца Х1Х века учеными и исследователями считалось, что М.К. были изобретены в середине ХV века нидерландским (Фландрия) художником Яном ван Эйком. Позднее (XV1 век) это искусство было перевезено в Италию и совершенствовалось и распространялось вплоть до Леонардо да Винчи и Рафаэля Урбинского. А до этого открытия художники, готовя краски, " брали яйцо, взбивали его и толкли в нем нежную фиговую веточку, молоко которой и образовывало с яйцом темперу для красок". Но позднее в монастырских библиотеках были найдены рукописи, описывавшие масло для живописи еще тремя веками раньше. Вот цитата из Страсбургского манускрипта X1V века: " Возьми льняное или коонопляное... или старое ореховое масло; положи в масло равные количества долго лежавших, обожженных до белого цвета костей и пемзы; свари все это... Такое масло быстро сохнет, делает краски чистыми и блестящими. В начале Х1Х века химические исследования картин выявили в некоторых живописных работах, прежшевствовавших ван Эйку, слои красок, замешанных на масле. Таким способом, например, были опровергнуты многие ранее признанные авторитетные суждения. (Например считалось что Ботичелли использовал искючительно масляные краски, тогда как анализ картины " Мадонна с младенцем и св. Иоанном" показал, что нижний слой краски на картине замешивался на яичном желтке). До сих пор не установлено кто же всетаки изобрел масляную живопись. Ее следы обнаруживаются и в западно-европейских произведениях и в норвежских готических иконах (правда, в виде примеси к яичному желтку). К концу Х1V века темпера почти полностью уступила место маслу (обычно использовалось льняное или ореховое), впрочем встечались и смешанные техники.

М.К. готовят на олифе из высыхающих и полувысыхающих масел. Это растительные масла, способные отверждаться с образованием на поверхнсти твёрдых и эластичных плёнок. Для приготовления К. наиблее удобно тунговое масло, которое быстрее других высыхает и дает наиболее прочную пленку. Широко применяется также льняное, реже маковое масла. (оливковое и касторовое пленок не дают).

Масляные К. выпускают в виде густотертых паст. Для доведения К. до рабочей консистенции применяют синтетические, комбинировыанные или натуральные олифы. Масляные К. наносят кистью или распылением; они медленно высыхают, пленки их мягкие и пребретают твердость через 10-15 суток. Обладают невысокой водостойкостью и разрушаются от действия щелочей. С применением горяей сушки (80-100град) качество покрытия резко улучшается.

Эмалевые К. (эмали, лаковые К.) подразделяются в зависимости от вида лака, на основе которого они изготовлены.

Масляные эмали (КФ) готовят на основе масляныхх лаков. Растврители: скипидар, уайт-спирит, сольвент, ксилол. Эмали на жирных лаках (до 75 % масла) образуют эластичную и атмосфероустойчивую пленку. Иногда сушат при 80-120 град С.

Алкидные эмали (ГФ или ПФ) готовят на алкидных лаках (глифталевые или пентафталевые, в завис-ти от алкидной смолы). Растворители: ксилол, сольвент, уайт-спирит и их смеси. Образуют гллянцевые, твердые и при температурной (100-120 град С) сушке водостойкие покрытия. Содержание масел 50-59%.

Фенольно-масляные и фенольно-алкидные эмали (ФЛ, ФА) готовят на масляных или алкидных лаках; пленкообразующее - феноло-альдегидные смолы, совмещенные с растительными маслами (ФЛ), или модифицированные высыхающими алкидными смолами. Температура сушки 140-160 град С (в теч. 1-2 час). Покрытия облаадают высокй твердостью, отличной адгезией, водо-, масло- и бензостойкостью, удовлетворительной стойкостью к действиию слабых кислот и малой щелочестойкостью. Вследствие темной окраски связующего эмали приготовляют только темных цветов.

Эпоксидные эмали (ЭП) готовят на основе эпоксидных лаков. В кач-ве отвердителей применяют низкомолекулярные полиамиды, модифицированные амины, полиамины, ортофосфорнную к-ту, а также феноло-, мочевино- или меламино-формальдегидные смолы. Сушка при 80-100 град С дает кач-ные покрытия. Растворители: кетоны, эфиры и ароматические углеводороды. Пленки обладают высокой адгезией, твердостью, водостойкстью, стойкостью к конц. горяим щелочам и слабым кислотам.

Эпоксиэфирные эмали (ЭФ) приготовляют на эпоксидных смолах этерифицированных жирными к-тами высыхающих масел или кисллыми алкидами, модифицированными жирными к-тами. Растворители: кетоны, эфиры и ароматич. углееводороды. ЭФ не требуют отвердителей и высыхают с дбавлением сиккативов при +15 град С и выше. Пленки ЭФ обладают высокой атмосферостойкостью и эластичностью, но несколько худшей, чем ЭП, химич. и водостойкостью.

Полиуретановые эмали (УР) готовят на полиэфирах. Растворители: смесь кетонов, эфиров и аромати. углеводородов. Смесь р-рителя и пигмеентированного полиэфира пригодна к употреюлению 6-8 часов. Сушить рек-вано при 80-120 град С. Пленки обладают хорошей адгезией, водост-ю, щелочест-ю, абразивост-ю и бензост-ю.

Мочевино-формальдегидные эмали (МЧ) готовят на лаках, сод-щих моч-форм. смолы, совмещенные с алкидными смолами. Растворители: смесь бутанола с ксилолом. Сушкаа при 120 град С. Светостойки, тверды, эластиччны.

Меламино-формальдегидные эмали (МЛ) готовят на лаках, содержащих меламино-формальдегидные смолы, совмещенные с алкидными смолами. Обладают цветост-ю при нагреве доо 110 град С. Сушка при 120 град С.

Перхлорвиниловые эмали (ХВ) гтовят на основе перхлорвинилловых лаков. Растворители: кетоны, ацетаты и ароматические углеводороды. Если пленки не нагр-ть до 130-140 град, то они обратимы и термоплатичны. Сушка при 12-20 град 2-3 часа.Светлые ХВ пленки под действием солн. света желтеют. Устойчивы к щелочам (до 40-50%) и к-там (до 40%).

Часто применяются для антикоррозионных покрытий.

Эмали на основе р-ров сополимеров винилхлорида (ХС). Эти эмали близки по св-вам к перхлорвиниловым, но обладают лучшей адгезией и водост-ю.

Масляно-стирольные эмали (МС) на основе р-ров сополимеров масел и алкидов со стиролом. Растворитель: ароматические углеводороды. Обладают высокой свето- и термост-тью (до 150 град С), водост-тью.

Кремнийорганические эмали (КО, полисилоксановые, силиконовые) готовят на основе кремнийорганич. лаков, в которые иногда вводят эпоксидные, алкидные или акриловые смолы. Появились лишь во второй половине ХХ века. Раств-тели: смесь толуола, ксилола с ацетоном, этил- и бутилацетатом. При сушке 2-3 часа при 200-250 град эмаль становится устойчивй к воздействию минеральных масел и растворителей. Обладают длительной термост-ю при 400-500 град; хорошая электро- и гидроизоляция.

Эмали на основе акриловых смол (АК)и акриловых сополимеров (АС) готовят на основе акриловых лаков, содержащих небольшие кол-ва пластификатора. Раст-рители: кетонны, эфиры, ароматич. углеводороды. Высыхают при комн. темп. Обладают хорошей светост-тью, водост-тью, адгезией и твердостью. Пленки термпластичны и неустойчивы к действию рг. р-рителей.

Эфироцеллюлозные эмали (НЦ, ЭЦ, БЦ, АЦ, АБ) высыхают при комн. темп. за 30-60 мин. Пленки обл-ют хорошей водо-, масло-, бензост-тью. Сильная горючесть инизкая термостабильность (до 80 град)

Битумные эмали (БТ). Пленкообразующими явл-ся асфальты, битумы и их смеси, расв-ные в растительных маслахх с добавками сиккативов. Хорошая адгезия и водостойксть.

Существуют также: эмали дивинилацетиленовые (ВН), поливинилацетиленовые (ВЛ), поливинилацетатные (ВА) и др.

Художественные краски подразделяют на акварельные, гуашевые, теемперные и масляные.

Акварельные К. являются разновидностью клеевых. Пленкообразующим в них служат водорастворимые камеди (гуммиарабик, вишневый клей). В кач-ве пластификаторов вводят глицерин и т.п. АК наносят на бумагу.

Гуашевые К. готовят нна водорастворимомм связующем - декстрине. К. укрывисты, их нансят на бумагу, картон, ткань. Темперные К. готовят на водной эмульсии яичного желлтка, гуммиарабика (или вишневого клея) или казеина и масла. ТК после высыхания нерастворимы. Их применяют в ооснвном для живописи по дереву, т.к. для холста они недстатон эластичны. Масляные К. готовят растиранием пигментов на рафинированном отбеленном льняном масле, иногда с добавкой орехового или пдслненого. При высыхании они претерпевают необратимые превращения. Применяют по грунтованному холсту и древесине.

Декоративные К. К ним относятся: а) эмали " Муар", образующие после сушки морщинистый ресунок. В кач-ве пленкообразующего содержат алкидные смолы и тунгове масло. б) Молотковые эмали, образующие рисунок, напоминающий вмятины от работы молотком. Их готовят на основе мееламино-формальдегидной смолы, совмещенной с алкидной, с добавлением алюминиевой пудры и креемнийорганич. жидксти. в) Трескающиеся эмали, образующие рисунк наподобие крокодиловой кожи. При нанесении на поверхность грунта эмаль в процессе высыхания растрескивается, и в местах трещин становятся видными прожилки грунта. Грунт и эмалли готовят на основе нитроцеллюлозы.

Светящиеся К. обладают способностью к люминисценции (холодному свечению). С этой целью в лаки вводят люминофоры - в-ва, способные к свечению. Разлличают флуоресцирующие и фосфоресцирующие К. Флур-щие акриловые К. содержат специально приготовлеенные органич. красители. Пленнка такой эмали обладает большой яркостью свечения при освещении её УФ-лучами. Применяются для наземного и возд. транспорта, в рекламе и т.п.

Фосфор-щие К. существуют двух видов: а) постоянного действия, содер-щие р/акт. в-ва и не требующие источника световой энергии; б) времеенного действия, сод-щие сульфиды цинка, кадмия, кальция с добавками солей меди и серебра (активаторы). Такие К. для свечения требуют предварительного возбуждения дневным светом. Первые прменяют для обозначения цифр и знаков на часах и приборах. Вторые - в кач-ве декоративных К.

Термочувствительные К. служат для контроля темп-ры на пов-ти окрашенного изделия. Применяются в виде пастообразных карандашей или в виде К., где в кач-ве связующего применены р-ры смол (шеллак или синт. смолы). Существуют два вида терм-ных К.: обратимые и необратимые. У обратимых (рабоч. темп. до 100 град С) цвет послле охлаждения превращается в первоначальный. Содержат в кач-ве пигмента двойные соли иодистоводородной к-ты, к-рые при нагревании переходят из одной модификации в другую, а при охл-нии возвр-ся обратно с сохранением первоначального цвета. Применяются также соединеения солей кбальта и никеля с гексаметилентетрамином. При нагревании такие соед-я теряют кристаллизационную влагу, а после охлаждения сновапогл-ют влагу из воздуха и через 2-4 часа восстанавливают свой цвет. Существуют К. длля темп-р от 35 до 100 град с интервалом 5-10 град. Применяют как сигнальные К. в пром-ти для контроля темп-тур на пов-ти котлов, теплоизоляции, корпусов подшипников и т.д. Необратимые К. (раб. темп-ра доо 950 град) после охлаждения не приобр-ют первоначальный цвет. Изменение цвета происходит в результате химич. процессов, приводящих к образованию новых соединений, окрашенных в другие цвета, ннапр. NiNH4PO4.6H2O при 120 град меняет цвет из светло-зеёного в серо-зелёный, CONH4PO4. H2O при 140 град - из пурпурнно-красного в темно-голубой, Cd(OH)2 при 200 град из белого переходит в желтый, а CuCO3 при 400 град из светло-зеленого в темно-кориневый, и т.д. Существует набр К., работающих д 950 град с интервалом темп-р 30-50-100 град. Применяют для контроля степени нагрева там, где установка термопар невозможна или сложна, напр. внуутрии тепловых агрегатов, двигателей и т.д.

Необратимые К. наносят на подводную часть морских суудов по слою антикоррозионного грунта для защиты обшивки от обрастания раковинами морских организмов, замедляющими скорость хода судов. Такие К. содержат закись меди, окись ртути и др. в-ва, способные реагировать с хлористым натрием, соодержащимся в морской воде, с образованием растворимых соединений, токсичных для морских организмов. Связующим служат лаки КФ, ХВ, ХС и др.

Печатные К. - краски, применяемые в полиграфическом производстве. К ним относятся: типографские, офсетные, фототипные, для глубокой печати, эластографские (шелко-трафаретные), электрографские и нек-е др., различающиеся в основном вязкостью, скоростью закрепления на бумаге или другой подложке. П. К. - суспензии пигметов в связующем, иногда подкрашенном маслорастворимым красителем.

(см. хим. энц. " П" с.1001)