Реферат Природные и искусственные красители
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Красители
Природные красители,органические соединения,которыевырабатываются живыми организмами и окрашивают животные и растительные клетки и ткани.В основном соединения желтых, коричневых , черных и красных цветов разных оттенков, очень мало синих и фиолетовых, зеленые, как правило, отсутствуют.
До 2-ой половины 19в. природные красители-единственные в-ва для крашения текстильных и парфюмерных изделий, кожи,бумаги,пищевых продуктов и др. С развитием промышленности органического синтеза, особенно анилокрасочной пром-ти,природные красители не выдержали конкуренции с красителями синтетическими и в основном утратили былое практическое значение. В небольших количествах природные красители используют в реставрационных работах. Их применяют также в пищевой и парфюмерной промышленностях, при исследованиях методами оптической и электронной микроскопии в цитологии и гистохимии, в аналитической химии. Многие природные красители обладают значительной физиологической и антибиотической активностью, вследствие чего их часто используют как лекарственные средства. Некоторые природные красители - регуляторы роста растений, а также сигнальные вещества, привлекающие насекомых-опылителей и отпугивающие вредителей.
Природные красители широко распространены в природе и крайне многообразны. Часто в различных природных источниках встречаются одни и те же или близкие по строению природные красители, поэтому наиболее целесообразно классифицировать их по типам химических соединений.
Алифатические и алициклические красители.Включают каратиноиды, обусловливающие желтую,оранжевую и красную окраски цветов и плодов. С удлинением цепи сопряженных двойных связей окраска углубляется. Среди природных красителей этого ряда - углеводороды , например, ликопин (красный),алюфа-,бетта-,гамма - каротины(фиолетовый);спирты, например, криптоксантин и ксантофил (желтый), зеаксантин (желтовато-красный); кетоны, например, родоксантин (синевато-черный) и астицин (фиолетовый); кето-спирты, например, кантаксантин и астаксантин (красный);альдегиды,альдегидоспирты и др..
Встречаются каротиноиды в растительном и животном мире. Многие из них, например, каротин, обладают высокой физиологической активностью, ретиналь (альдегид,образующийся из витамина А) входит в состав зрительного белка родопсина. К полиенам относится ряд антибиотиков (канацидин, пентамицин, трихомицин и др.), продуцируемых актиномицетами.
роматические красители. В основном это гидрокси- и алкокси- замещенные непредельные кетоны: 1)производные коричной и феруловой кислот - 4,4- дигидроксидициннамоилметан (желтый), 4- гидроксициннамоилферулоилметан (оранжевый) и диферулоилметан,или куркумин (оранжево-красный), встречающиеся в корнях куркумы и др. ; 2) производные халкона С6Н5СН=СНСОС6Н5 и хинонов, например, лавсон и юглон, выделенные соответственно из листьев хны и из кожуры незрелых грецких орехов, - желтые красители для шерсти и щелка; хризаробин - желтый краситель бразильских видов древесины, эмодинантрон - желтый краситель древесины жостера даурского; гиперицин и псевдогиперицин - темно-фиолетовый и темно-красный красители цветов зверобоя продырявленного, обладающие способностью убивать микроорганизмы и простейшие даже при слабом УФ облучении.
Многие природные красители обладают физиологической активностью, витамины группы К -противовоспалительным действием. К частично гидрированным ароматичным природным красителям относятся антибиотики группы тетрациклина и хромомицина, окрашенные в желтый цвет. Некоторые из красителей этого ряда все еще применяют для крашения; например, в реставрационных рабо тах используют ализарин - основное красящее вещество краппа, или марены красильной, содержащее также пурпурин - красный краситель, который применяют в гистохимии для выявления Са в замороженных средах, а также как реактив в аналитической химии: картамин - желтый краситель пыльцы цветов сафлора красильного; кармин, выделяемый из кошенили (самок насекомых кактусовая ложнощитовка); и применяемый в пищевой и парфюмерной промышленностях. Действующее начало кармина - карминовая кислота; ее применяют в цитологии.
Гетероциклические красители.
Наиболее широко представлены желтые природные красители- гидрокси-, метокси - и метилендигидроксипроизводные 4-хромона и хромена. К ним относятся флавоноиды - производные флавона, флавонола, флаванона и флаванонола, изофлавона, а также антоцианидины, окрашивающие цветы, ягоды, плоды и овощи в красный, фиолетовый, синий и черный цвета.
К этой группе природных красителей относятся также телефоровая кислота- черно-фиолетовый краситель множества видов грибов, бразилин и гематоксилин, выделенные из древесины различных видов красного дерева и кампешевого дерева. Эти бесцветные вещества при крашении хлопка по аллюминиевой протраве дают синевато-красные и фиолетовые окраски. Гематоксилин (на его основе созданы красящие растворы специфического действия) применяют также для цитологической диагностики рака.
Азотсодержащие гетероциклы.
Наиболее древние природные красители - индиго и пурпур античный. Производные поррола включают три важные группы красителей:
1. Красный пигмент эритроцитов крови гемоглобин - железосодержащий комплекс протопорфирина и белка глобина.
2. Пигменты зеленых частей растений, содержащиеся в хлоропластах наряду с каротиноидами (в соотношении 3:1), сине-зеленый хлорофилл а и желто-зеленый хлорофилл б, играющие важную роль в процессах фотосинтеза.
3. Желчные пигменты.
Производные птеридина - широко распространенные пигменты, содержащиеся в крыльях бабочек и птиц.
Красители синтетические,органические соединения,используемые для крашения различных (преимущественно волокнистых) материалов и изделий. Представляют собой главным образом окрашенные соединения., некоторые бесцветные соединения, например, отбеливатели оптические, а также соединения, из которых красители образуются после нанесения на окрашиваемый материал. Цвет красителя обусловлен наличием в его молекуле хромофорной ссистемы - достаточно развитой открытой или замкнутой системы сопряженных кратных связей и связанных с ней электронодонорных и (или) электроноакцепторных заместителей. Кроме того, в молекулах красителей могут содержаться заместители, придающие им различные свойства, например: способность растворяться в водных или неводных средах; образовывать внутрикомплексные соединения с металлами; химически связываться с окрашиваемым материалом.
Синтетические красители должны образовывать окраски, устойчивые к различным физико-химическим воздействиям в процессах последовательной переработки окрашенных материалов и при их эксплуатации, например, к обработке горячей водой и насыщение паром, к действию активного хлора, высоких температур ( в расплавах полимеров), света, морской воды, к погодным условиям, стирке, глажению, трению в сухом и мокром состояниях. Эти свойства оцениваются по пятибалльной шкале, только прочность к свету - по восьмибалльной. Набор требований, предъявляемых к красителю, определяется назначением и способом производства окрашенного материала. Помимо устойчивости к различным воздействиям,синтетические красители характеризуют также по ровноте окрасок, чистоте их оттенка.
В течение многих веков для крашения тканей, изготовления косметических препаратов, а позднее и художественных красок применяли красители природные - ализарин, индиго, кармин и др. (всего около 30). В 1771г. действием НNO3 на индиго получен первый синтетический краситель - пикриновая кислота; в 1843г ее получили из более доступного сырья - фенола, что позволило в 1849г. начать производство кислоты для крашения шелка.Возникновение промышленности синтетических красителей стало возможным лишь после открытия Н.Н.Зининым (1842г.) универсального метода получения анилина и др. ароматических аминов.В 1855г. Я.Натансон получил из анилина красный синтетический краситель, вторично открытый в 1859г. Э.Вергеном и названный фуксином (цвет фуксии).В 1856г. У.Перкин-старший синтезировал розовато-лиловый мовеин (цвет мальвы).Год 1856 считается датой возникновения промышленности синтетических красителей, названной анилинокрасочной.
В 1858г. П.Грисс открыл реакцию диазотирования, а в 1864 - азосочетания, что привело к синтезу азокрасителей. В 1880г. А.Байер синтезировал индиго, промышленное производство которого началось в 1896г., после чего последовал синтез др. индигоидных синтетических красителей. В 1873г. открыты сернистые синтетические красители, а с 1893г. организовано их промышленное получение.В 19о1г. получен первый синтетический кубовый краситель индантрон, в 1903г. налажено производство полиметиновых синтетических красителей, в 1936г. - фталоцианиновых. К началу 20 в. синтетические красители вытеснили природные красители.Крупнейшие достижения после 2-й мировой войны выпуск активных и дисперсных синтетических соединений. Общее число известных синтетических красителей составляет свыше 6500, а производимых в мире около 1500.
До 1914г. монополистом в области производства синтетических красителей была Германия, на долю которой (вместе с филиалами ее фирм за рубежом) приходилось около 90% мирового производства, равного 150,3 тыс.т/год. К 1937г. крупные промышленные производства синтетических красителей организованы в 18 странах, и потребление красителей достигло 235 тыс.т/год. В 80-х гг.20в. производство синтетических красителей составило 770-860 тыс.т/год, причем 70% этого количества приходится на долю США, ФРГ, СССР, Японии, Англии,
Швейцарии и Франции.
Термин “краситель” введен в 1908г. А.Е.Порай-Кошицем.
Красители выпускают в продажу обычно под торговыми названиями. За рубежом - это фирменные названия, защищенные патентами. Поэтому часто одинаковые по химическому строению синтетические красители разные фирмы выпускают под различными названиями.
Производство синтетических красителей - отрасль промышленности тонкого органического синтеза. Синтетические красители получают в результате проведения многостадийного химического синтеза из промежуточных продуктов, производимых, в свою очередь, из ароматических и гетероароматических соединений, вырабатываемых угле- и нефтехимической промышленностью. Часто из одного промежуточного продукта получают несколько синтетических красителей. Промежуточные продукты, кроме того, широко используют для производства лекарственных веществ, пестицидов, ростовых веществ и многих других продуктов. Как правило, производство промежуточных продуктов организовано на заводах, которые вырабатывают синтетические красители.
Для промышленности синтетическим красителям характерны: многоассортиментность (большое число марок синтетических красителей), малотоннажность отдельных производств, многостадийность получения большинства красителей (иногда 10 и более стадий). Это затрудняет механизацию и автоматизацию производства и, следовательно, улучшение экономических показателей.
Основные пути прогресса в промышленности синтетических красителей: разработка для каждого вида крашения триад красителей (желтый-пурпурный-голубой), смешением которых по данным расчета цветности на ЭВМможно получить смесовые марки синтетических красителей любых цветов и оттенков;организациягибких производств, позволяющих с помощью небольшого числа аппаратов повышенной мощности производить широкий ассортимент продукции; изыскание возможностей использования одних и тех же промежуточных продуктов для синтеза возможно большего числа синтетических красителей и применения в качестве промеж. продуктов соединений, производимых для синтеза лекарственных веществ, пестицидов, фотоматериалов и др..
Полученные в результате химического синтеза синтетические красители обычно мало пригодны для непосредственного применения в крашении и особенно в печатании. Чтобы красители были удобны в применении и для повышения степени их использования (например, исключение мех. потерь, более полная выбираемость из красильных ванн) из них готовят выпускные формы. Это стандартизованные товарные формы, в которых синтетические красители поступают потребителям; кроме красителя, взятого в строго определенной концентрации, в их состав входят различные вспомогательные вещества. На основе одного и того же синтетического красителя может быть приготовлено несколько выпускных форм. Синтетические красители производят в виде непылящих порошков, гранул и жидкостей, в виде растворов.
Применяют синтетические красители для крашения волокон и различных текстильных материалов, кожи, мехов, бумаги, древесины и др.; растворимые в органических средах синтетические красители - для окрашивания бензинов,парафина, спиртов, восков, растительных жиров, синтетических волокон при получении их формированием в массе, пластмасс, резин. Синтетические красители используют также в цветной и черно-белой кинематографии и фотографии, в электрофотографии аналитической химии, в медицине (средства диагностики, при биохимических исследованиях), в жидкостных лазерах, в различных физических приборах в качестве полупроводников и элементов, обладающих фотопроводимостью и некоторыми другими свойствами, как катализаторы.
Краси́тели — химические соединения, обладающие способностью интенсивно поглощать и преобразовывать энергию электромагнитного излучения в видимой и в ближних ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра и применяемые для придания этой способности другим телам. Само слово «краситель» происхождением своим обязано А. Е. Порай-Кошицу.
Отличительная особенность красителя — способность пропитывать окрашиваемый материал (например текстиль, бумагу, мех, волосы, кожу, древесину, пищу — пищевые красители) и давать цвет по всему его объёму.
Термины «краситель» и «пигмент», хотя их часто используют как равнозначные, обозначают четко различающиеся функции при окрашивании материалов. Краситель — это вещество, которое — по крайней мере на какой-то стадии обработки — обладает внутренним сродством к окрашиваемому материалу (притяжением к нему). Красители растворимы в красильной среде на некоторой стадии процесса крашения. Они проникают внутрь материала и образуют более или менее прочную связь с волокнами. Все текстильные красители — органические вещества
Виды красителей
Технологи, занимающиеся крашением, классифицируют красители по способу применения. Специалисты-химики, занимающиеся синтезом красителей и изучающие взаимосвязи между структурой и свойствами веществ, классифицируют красители по химической структуре.
по способу применения
В текстильной промышленности обычно используются красители восьми основных классов. Первые четыре класса красителей (прямые, сернистые, активные и кубовые) используются в основном для крашения целлюлозных волокон, например хлопковых и вискозных. Кислотные и активные используются для крашения шерсти и полиамида, дисперсные для окраски полиэфирных материалов, катионные -основные используют для окраски полиакрилонитрила. Другие классы красителей используются для окрашивания растворителей пластмасс,прозрачных лаков, например жирорастворимые красители используются для окраски бензина, масел и полистирола, также имеются спирто- и ацетонорастворимые красители используемые для окрашивания прозрачных лаков. Отдельно стоят пигменты, хотя они могут быть близки к красителям по структуре и методам получения, но они отличаются очень плохой растворимостью в окрашиваемой среде, поэтому они требуют измельчения до размера частиц неболее нескольких микрометров. Красящая сила пигментов зависит от их размера частиц и резко возрастает с уменьшением среднего размера частиц дисперсии.
КРАСИТЕЛИ
| | Как известно, настоящие ковры ручной работы создают только из натуральной пряжи – шерсти, шелка и хлопка. А вот с красками все обстоит по-другому. Даже в странах с многовековой культурой ковротворчества, в том числе в Иране, синтетические красители применяют наравне с натуральными. Чаще всего пряжу для ковров красят именно «синтетикой». Иногда синтетические красители используются вместе с натуральными. Ковры, цвета и оттенки которым придают исключительно натуральные (природные) красители, встречаются реже, обычно это племенные ковры. Небольшой набор цветов дает создателю ковра даже основной материал, с которым он работает – овечья шерсть. В зависимости от масти овцы состриженная шерсть бывает белой, коричневой, желтовато-коричневой, желтой и серой - и иногда используется неокрашенной. Конечно, для богатой гаммы восточного ковра этого мало. До середины 19 столетия для окрашивания пряжи использовались исключительно натуральные красители. О них принято говорить «краски, подаренные природой», но, как минимум, в одном отношении это неверно. Натуральные красители никак нельзя считать подарком, они всегда стоили очень дорого, иногда – буквально на вес золота. Источниками красителей стали растения, минералы, и даже некоторые представители животного мира (точнее, насекомые). Растительные краски люди научились получать из листьев, плодов, коры и даже корней. Синий краситель индиго известен с глубокой древности, его добывали из листьев тропического растения индигоферы, а так же вайды (травянистое растение, сейчас используется как кормовое). Для получения желтой окраски пряжи использовались шафран, сафлор, сумах, куркума (пряность карри), ревень, фустик и даже луковая шелуха. Для окрашивания тканей и пряжи в красный цвет издревле использовались корни марены. Для той же цели применяли красное дерево и фернамбук. Придавать пряже черный и коричневый цвет помогают акация катеху, дубовая кора, шелуха желудей и грецкого ореха и чай. Старинный оранжевый краситель – хна. А вот для того, чтобы получить зеленый цвет, используют индиго вместе с различными типами желтых красителей. Ярко-красный кармин (кошениль), добывают из бескрылых самок кошенили - это насекомые, распространенные в Южной Европе и Мексике, а так же кермеса (кермесового червеца), обитающего в Средиземноморье. Кермес по большей части использовался до 16 столетия, затем его сменила более дешевая кошениль. Не менее часто используются и пигменты минеральных веществ – таких, как охра (желтый, коричневый, красный цвет), известь (белый), киноварь и сурик (красный), азурит и ляпис-лазурь (синий) и малахит (зеленый). Один и тот же природный краситель может дать разные оттенки в зависимости от пряжи, которую им красят, особенностей местной воды, и применяемых в процессе окраски дополнительных реагентов, в том числе закрепляющих. В качестве закрепителей используются лимонная кислота, каустическая сода и другие вещества – они предохраняют краску от вымывания, стирания, и делают ее долговечной. Опытные красильщики пользуются тем же приемом, что и художники, смешивающие враски на своей палитре – красители также смешивают, получая широкую гамму цветов и оттенков. Потребность в удобных в использовании красителях с широкой цветовой гаммой возникла у персидских ковроделов в середине 19 века. В этот период резко вырос экспорт восточных ковров в страны Запада и мастера в Персии (Иране) и других центрах ковроделия ближнего Востока постарались поспеть за спросом. Именно в этот момент на рынок поступили первые анилиновые красители. Первым синтезировал анилин знаменитый русский химик Николай Зинин, впоследствии академик Петербургской Академии Наук и президент Русского физико-химического общества. Производство анилиновых красителей было быстро освоено в Европе, и их начали поставлять в Персию (Иран), Анатолию (азиатскую часть нынешней Турции, а в те времена – провинцию Османской империи) и другие регионы Востока, где их с готовностью приняли на вооружение мастера-ковроделы. Однако у анилиновых красителей был существенный недостаток: хотя они были яркими и недорогими по сравнению с натуральными, они быстро выцветали под воздействием света и «плыли» от воды. В 1903 г Насер-ад-Дин, шах Персии из Каджарской династии запретил использование анилиновых красителей. Поэтому в начеле века синтетические краски при изготовлении персидских ковров не применялись – до того момента, как в промежутке между первой и второй мировыми войнами не были избретены хромовые красители. Эти красители отличаются высокой цветоустойчивостью (сохраняют цвет и яркость независимо от воздействия солнечного света и воды), и производятся во множестве вариантов цветов и оттенков. Сейчас для крашения пряжи, идущей на изготовление ковров, в подавляющем большинстве случаев используются хромовые красители. Покупая ковер ручной работы – неважно, использованы при его изготовлении натуральные или синтетические красители – можно быть уверенным, что со временем его стоимость вырастет. Даже ковры, при изготовлении которых использовались в конце 19 века анилиновые красители, ценятся сейчас очень дорого из-за их возраста. Существует расхожее мнение, что ковер, пряжа которого окрашена натуральными красителями, безусловно лучше ковра, при изготовлении которого использовались хромовые красители. Это мнение ошибочно. Во-первых, оба типа красителей часто применяются одновременно, а во-вторых, хромовые красители нередко оказываются более долговечными и стойкими, чем натуральные. |
Натуральные красители
Почему продукты с более живой и насыщенной окраской так привлекают покупателей? Почему ярко-красное яблоко более привлекательно, чем красное, но более тусклого оттенка или же зеленое яблоко? Почему продукты продаются в неоново зеленых, желтых или оранжевых упаковках? Причина существования разноцветной еды - в человеческом врожденном восприятии ценности еды.
Люди рождены со способностью изучать языки или распознавать опасность, например падающий карниз. У нас также есть различные виды необходимого для выживания поведения. Одна из стратегий выживания, которую развили в себе наши предки - возможность распознавать еду, содержащую полезную энергию и калории. Они могли идти по полю и при одном взгляде заметить еду, содержащую в себе мощные лечебные фитонутриенты и калории, которые способны дать необходимую энергию, здоровое функционирование мозга, поддержать иммунную систему и общую способность к выживанию. Содержащиеся в еде природные лекарства часто проявляются в ярких цветах. Богатая калориями еда созданная для того, чтобы нравиться приматам (например, яблоки и ягоды), также имеет яркую окраску. Эти цвета влияют на наше врожденное восприятие ценности пищи. (Птицы имеют похожую систему и также склонны к оценке еды по цвету.)
Цвет - надежный индикатор целебных свойств еды. Яблоко с красной кожурой, например, посылает сообщение: «Эй, я здесь. У меня в кожуре много целебных веществ». Вот как привлекают человека обычно ярко выглядящие яблоки. Ягоды, фрукты, корнеплоды и другая еда посылают похожие сообщения благодаря своей окраске.
Пищевые красители сделанные из нефти
Угольная смола и нефтехимические продукты - источники искусственных красителей, которые используются в нашей еде, и эти красители опасны для нашего здоровья. Человеческий организм не создан для употребления в пищу нефтехимических продуктов. Вы не встретите людей, которые, найдя нефть, пьют ее из соломки. Это не тот тип энергии, который нужен нам. Почему тогда мы добавляем их в нашу еду?
Продовольственные компании делают это, чтобы продать продукты и получить прибыль, не обращая внимание на тот эффект, который оказывают эти продукты на здоровье потребителей - а их эффект на здоровье доставляет беспокойство. На самом деле, не один искусственный краситель запрещен и снят с продажи за последние несколько десятилетий из-за того, что в конечном итоге, они приводят к раку. Безопасность тех, что еще используются на рынке, под большим вопросом.
В итоге, искусственные красители, используемые в пищевых добавках, будут признаны незаконными, из-за того, что они являются причиной многих проблем со здоровьем. Наиболее заметными из них являются симптомы, получившие название синдром дефицита внимания и гиперактивность (СДВГ), часто являющийся результатом пищевого красителя Желтый #2 (Yellow #2). Дети получают эти химические вещества в таких больших количествах, что это приводит к сбоям в функционировании нервной системы, и им в конечном итоге ошибочно ставят диагноз (СДВГ), невозможности к обучению или агрессивное поведение.
Если вы хотите, чтобы ваши дети избавились от этих так называемых болезней, единственное, что можно сделать - перестать кормить их нефтехимикатами. Это значит, что вы, как родитель, должны понять, что каждый ваш инстинкт используется продовольственными компаниями, которые применяют пищевые красители в корыстных целях, чтобы продать свои продукты. Эти инстинкты автоматические, врожденные и бессознательные. Вы смотрите на еду и мгновенно оцениваете ее по цвету. Это то, что вы не сможете остановить, потому что это часть восприятия. Компании-производители продуктов знают это и используют для того, чтобы продать продукты питания, вредные для здоровья, окрашенные искусственными красителями для более привлекательного вида.
Пищевые красители прочно заняли место обязательных ингредиентов многих продуктов. которые мы ежедневно употребляем в пищу. Какого только цвета не встретишь продукты питания на прилавках магазинов. И, как правило, на этикетках фирма изготовитель этих продуктов информирует о безопасности своей продукции, в которой использованы пищевые красители.
Однако, употребление в пищу большого количества продуктов питания с пищевыми красителями, в частности карамели, таит в себе опасность угнетение иммунной системы, сообщается в одном из последних исследований. А все начиналось с поиска лекарства, которое могло бы подавлять иммунитет и быть полезным у больных с пересаженными органами. И когда ученые изучали с этой целью действие пищевых красителей, применяемых в окраске карамелей, соуса для барбекю или пива, то неожиданно для себя отметили эффект угнетения иммунной системы.
Правда, нужно отметить, что доза красителей, использованная в исследовании, в сто крат превышала ту, что содержалась в продуктах питания. Подобное действие было связано со способностью пищевых красителей замедлять перемещение иммунных клеток от тимуса - центральной иммунной железы - к периферии, лимфатическим узлам. Учитывая, что дозы красителей значительно превышали те, что употребляет человек в пищу, употребление продуктов питания содержащих красители. по-прежнему. будет безопасна для здоровья..
Однако, открытие новой группы веществ, обладающей угнетающим действием на иммунную систему даст толчок для разработки нового класса препаратов и позволит облегчить участь больных с пересаженными органами.
Красители для тканей
Красители для окрашивания тканей бывают самые различные: анилиновые, прямые, основные, активные, кислотные, акриловые и т.п.
Прежде всего они различаются способом закрепления их на ткани. Есть парозакрепляемые красители, которые закрепляются горячим влажным паром, а есть термозакрепляемые, которые закрепляются проглаживанием ткани с изнанки работы утюгом.
Все термозакрепляемые красители разработаны на основе акрила. Их выпускают многие фирмы занимающиеся товарами для творчества – Marabu, Kreul, Javana, Jacard и т.д.
Все это красители класса «хобби», которые имеют очень богатую (и иногда очень яркую) цветовую гамму, чтобы начинающий художник не очень утруждался смешиванием и подбором нужного оттенка, и все они очень просты в применении. Они не требуют специальных добавок (уксус, сода и т.д.), поэтому, открыв баночку с красителем, если цвет вас устраивает, можно сразу же приступать к росписи. Красители можно разбавить водой для получения светлого оттенка, можно смешивать их друг с другом. В принципе в одной работе можно применять термозакрепляемые красители различных фирм. Это не сказывается ни на росписи, ни на качестве закрепления красителей.
Сразу же хотелось бы предостеречь от покупки красителей для ткани фирм "Decola" и "Olki". Для росписи шелка они не подходят. И если от термозакрепляемых красителей хорошего качества шелковая ткань становится лишь немного жестче, то после этих красителей она просто дубеет. И ничего кроме разочарования и испорченного шелка (и настроения) от работы с этими красителями вы не получите. Если вы все-таки приобрели такие красители, то попробуйте их использовать в трафаретной технике, или в технике печати, поскольку эти красители довольно густые.
При работе термозакрепляемыми красителями нужно запомнить несколько важных моментов. Самый важный – высохшие на ткани термозакрепляемые красители уже не размываются водой. Многие из них как такового термозакрепления и не требуют, как только краситель впитался в волокна ткани и высох, вы его уже ничем не смоете. Может смыться лишь верхний слой, но это лишь то, что не впитали в себя волокна ткани.
Для того чтобы сравнить, как себя ведут на ткани термозакрепляемые и парозакрепляемые красители на ткани, нанесем на чистую белую ткань пятнами термозакрепляемые и парозакрепляемые красители (в данном случае термозакрепляемые краситель «Marabu» и парозакрепляемый краситель «Гамма») и дадим им полностью высохнуть.
Теперь попробуем размыть эти красители водой или ввести в них краситель другого цвета, чтобы он плавно соединился на ткани с предыдущим красителем.
И вот что мы получаем в результате:
А) термозакрепляемые красители
Наносим краситель на ткань (для работы термозакрепляемыми красителями лучше использовать ситнтетические кисти) и даем ему высохнуть
Пробуем размыть водой или другим красителем
Получившийся результат:
Краситель не размылся и тем более не соединился с новым, пятно имеет резкие очертания и это уже ничем не исправить, никакой растворитель (а уж тем более вода!) не разбавит и не размоет такой краситель.
Поэтому если вы решили работать термозакрепляемыми красителями, нужно соблюдать два правила
Работать очень быстро, если вы работаете сразу несколькими цветами, те есть делаете плавные переходы из тона в тон - лучше смачивать всю поверхность ткани, либо ограниченного резервной линией участка ткани, водой и тогда уже приступать к работе с красителем.
КРАСИТЕЛИ И КРАШЕНИЕ
.
Красители - химические соединения, используемые для придания окраски различным материалам, например текстилю, бумаге, мехам, волосам, коже и древесине. Крашение - процесс придания окраски таким материалам. Ежегодное мировое потребление красителей составляет около полумиллиона тонн; свыше двух третей этого количества идет на окраску текстильных материалов. В этой статье описываются красители для текстильных волокон и крашение текстильных материалов.
Качество крашения. Окраска - первейшее соображение, возникающее у потребителя при выборе ткани или другого изделия. Глаз человека способен обнаружить малые различия в окраске ткани, поэтому производитель ткани должен обеспечить равномерность (ровноту) ее окраски. Как правило, свойство равномерности гораздо важнее для окраски, чем для любого другого вида химической отделки. Например, если распределение мягчителя в ткани неравномерно, то потребитель этого не заметит, поскольку такая неравномерность не сказывается на свойствах ткани, важных для потребителя. С другой стороны, даже неискушенный наблюдатель заметит неравномерность окраски. Кроме того, важен контроль постоянства окраски при переходе от одной партии красителя к другой или в пределах одного куска ткани, поскольку различия в окраске соседних элементов швейного изделия проявятся почти неизбежно. Отсутствие метамеризма, т.е. свойства двух цветовых оттенков совпадать при освещении одним источником света и различаться при освещении другим источником, также должно учитываться при крашении материалов.
| Наименование | Е-номер | Цвет |
| Тартразин | Е102 | желтый |
| Солнечный закат | Е110 | оранжевый |
| Понсо | Е124 | красный |
| Кармуазин | Е122 | бордовый |
| Красный очаровательный | Е129 | алый |
| Индиго-кармин | Е132 | темно-синий |
| Синий блестящий | Е133 | голубой |
| Зеленое яблоко | смесевой | светло-зеленый |
| Коричневый кофе | смесевой | кофейный |
| Малина | смесевой | малиновый |
| Виноград | смесевой | виноградный |
| Сиреневый | смесевой | сиреневый |
Какую роль в составе красителей выполняет олифа
Олифы служат связующим для приготовления масляных составов. Их получают из растительных масел. В течение многих веков растительные масла служили основным видом связующих. Натуральные олифы - это жидкие продукты, получающиеся в результате специальной обработки растительных масел (льняного, конопляного). Способность твердеть (высыхать) достигается в результате варки масла при температуре 150'С (при этом часть масел переходит в смолы) с введением ускорителей отвердевания - сиккативов в количестве 2-4% (солей нафтеновых кислот). По внешнему виду олифы - это прозрачные жидкости, окрашенные в темно-коричневый или светло-коричневый цвета. Льняная олифа - жидкость коричневого или светло-коричневого цвета. Плотность ее - 0,94 г/см3. Пленка олифы достаточно твердая и эластичная. Конопляная олифа - жидкость коричневого цвета с зеленоватым оттенком. Плотность - 0,93-0,94 г/см3. Полное высыхание ее, так же как и льняной, наступает через 24 часа. Подсолнечная олифа - высыхает медленно и по прошествии 24 часов имеет еще слабый отлип. Пленка подсолнечной олифы эластична, но твердость, прочность и водостойкость меньше, чем у пленок льняной или конопляной олифы. Вопрос: В чем отличие олифы от олифы-оксоль' Ответ: Олифа-оксоль - это полунатуральный материал, получаемый из уплотненных растительных масел путем специальной химической обработки их и разбавлением до 45% летучими растворителями. Оксидированные олифы (оксоли) получаются окислением нагретого льняного масла при длительном пропускании воздуха в присутствии сиккативов. В результате такой обработки масло окисляется и густеет. При добавлении к 55 частям густого масла около 45 частей растворителя (уайт-спирита) получается прозрачный продукт с нормальной вязкостью красновато-коричневого цвета. Касторовая олифа получается путем дегидратации и последующей полимеризации касторового масла в присутствии катализаторов с добавлением летучих растворителей. В отличие от других полунатуральных олиф, касторовая олифа имеет самый светлый цвет. Пленка касторовой олифы эластичная, блестящая, но менее твердая, чем у льняной олифы. Из полунатуральных олиф, получаемых полимеризацией, следует отметить глифталевую и пентафталевую. Для их приготовления используют растительные масла, глицерин и фталевый ангидрид (образующий глифталевую смолу), сиккативы и органические растворители.
Красные натуральные пищевые красители
Внешний вид и цвет пищевых продуктов наряду с вкусовыми свойствами являются основными показателями их качества. Поэтому окрашивание пищевых продуктов — кондитерских, ликеро-наливочных изделий, безалкогольных напитков, фруктово-ягодных вод, пищевых концентратов, муссов, киселей и т. п. — широко распространено и предусмотрено соответствующей нормативно-технической документацией. Для сохранения, улучшения или придания определенного внешнего вида и цвета продуктам питания используют пищевые красители. Издавна для окрашивания пищевых продуктов применяли натуральные растительные пигменты.
Однако бурное развитие органической химии обусловило широкую возможность синтеза искусственных красящих веществ, применение которых вследствие их высокой красящей способности и сравнительно низкой стоимости почти приостановило на какой-то период исследования по получению и применению натуральных растительных красителей. Индустриализация пищевого производства в значительной мере способствовала замене натуральных растительных красителей синтетическими.
Основным требованием, предъявляемым к пищевым красителям, является нетоксичность и безвредность их для организма человека. К сожалению, в используемых для окрашивания продуктов питания синтетических красителях обнаруживаются вредные для здоровья человека свойства. Поэтому их применение в последние годы ограничивается. В литературе неоднократно отмечалось вредное действие на организм человека некоторых синтетических красителей. Таким, например, оказался синтетический краситель нафтол желтый, применявшийся в свое время для окрашивания кондитерских изделий и запрещенный Наркомздравом СССР.
ПРЯМЫЕ КРАСИТЕЛИ (субстантивные красители), анионные водорастворимые красители, окрашивающие целлюлозные волокна непосредственно в нейтральных или слабощелочных р-рах в присут. нейтральных электролитов (NaCl или Na2SO4). Прямые красители содержат в молекуле группы SO3H, реже-СООН. Часто для повышения р-римости в краситель добавляют Na-соль нитрилуксусной к-ты N(CH2COONa)3 (трилон А). Производятся прямые красители в виде Na-солей (реже-аммониевых или калиевых), диссоциирующих в воде с образованием окрашенных анионов:
По хим. классификации, прямые красители-преим. дис- и полиазокрасители (см. Азокрасители), производные диоксазина (см. Оксазиновые красители)и фталоцианинов. Предназначены гл. обр. для окрашивания материалов из целлюлозных волокон (хл.-бум. швейных нитей, пряжи, трикотажных полотен, чулочно-носочных изделий, подкладочных вискозных тканей и др.), реже-для окрашивания материалов из натурального шелка и полиамидного волокна.
Достаточно высокое сродство к целлюлозным волокнам связано со структурой молекул прямых красителей, имеющих относительно длинную цепь сопряженных двойных связей (как правило, не меньше 8). Кроме того, для проявления высокого сродства к волокну молекула прямых красителей должна иметь плоскостное (планарное) строение, содержать миним. число групп SO3H и СООН и группы, способные к донорно-акцепторному взаимод. (ОН, NH2, N=N и др.). Удерживаются прямые красители на волокне силами Ван-дер-Ваальса, водородными связями и др.
По св-вам прямые красители делят на 4 группы: 1) обычные прямые красители с устойчивостью окраски к свету в интенсивности стандартного тона <4 баллов (по 8-балльной шкале); 2) светопрочные прямые красители с устойчивостью окраски к свету >4 баллов; 3) прямые красители, упрочняемые солями Си (напр., CuSO4, ДЦМ-уксуснокислая соль комплексного соед. Си и продукта конденсации дициандиамида с СН2О); 4) прямые красители, упрочнение окраски к-рых достигается диазотированием сорбированного на волокне красителя с послед. азосочетанием (в качестве азосоставляющих используют b-нафтол, м-толуиленди-амин, 3-метил-1-фенил-5-пиразолон).
Прямые красители просты в применении, как правило, хорошо комбинируются друг с другом, большинство из них обладает хорошей ровняющей способностью; окраски мн. красителей вытравляются для получения бесцв. и цветных рисунков по окрашенному фону. Крашение прямыми красителями можно проводить на любом красильном оборудовании.
Многие прямые красители первой и второй групп дают окраски в светлых тонах, достаточно устойчивые к мокрым обработкам и не требующие упрочнения закрепителями; окраски же в средних и темных тонах требуют упрочнения закрепителями: ДЦМ, ДЦУ (уксуснокислая соль продукта конденсации дициандиамида с СН2О) и Устойчивый-2 (продукт конденсации дициандиамида с СН2О и гексаметилентетра-мином). Окраски красителями третьей группы в любой интенсивности закрепляют солями Сu.
Окрашивание целлюлозных волокон прямыми красителями осуществляют преим. по периодич. способу, реже-непрерывному плю-совочно-запарному. По классич. периодич. способу крашение производят из слабощелочных р-ров, благодаря чему исключается выпадение красителя в осадок, при начальной т-ре 30-40 °С, затем медленно повышают т-ру до 80-95 °С и выдерживают в течение часа. Для повышения сорбции красителя волокном в красильный р-р добавляют электролит (NaCl или Na2SO4) в кол-ве 10-20% от массы окрашиваемого материала, действие к-рого проявляется в снижении заряда частиц красителя и волокна, а при высоких концентрациях в р-ре он оказывает десольватирующее действие на полярные группы молекул красителя и волокна. После крашения текстильный материал промывают холодной и теплой (40-45 °С) водой до бесцв. промывных вод и обрабатывают закрепителями в концентрации 3-6% от массы окрашиваемого материала при 40-50 °С в течение 30 мин. Закрепители образуют на волокне с сульфогруппами красителя труднорастворимые соли, что и приводит к упрочнению окраски М. Г. Романова.
Природные красители,органические соединения,которые вырабатываются живыми организмами и окрашивают животные и растительные клетки и ткани.В основном соединения желтых, коричневых , черных и красных цветов разных оттенков, очень мало синих и фиолетовых, зеленые, как правило, отсутствуют.
До 2-ой половины 19в. природные красители-единственные в-ва для крашения текстильных и парфюмерных изделий, кожи,бумаги,пищевых продуктов и др. С развитием промышленности органического синтеза, особенно анилокрасочной пром-ти,природные красители не выдержали конкуренции с красителями синтетическими и в основном утратили былое практическое значение. В небольших количествах природные красители используют в реставрационных работах. Их применяют также в пищевой и парфюмерной промышленностях, при исследованиях методами оптической и электронной микроскопии в цитологии и гистохимии, в аналитической химии. Многие природные красители обладают значительной физиологической и антибиотической активностью, вследствие чего их часто используют как лекарственные средства. Некоторые природные красители - регуляторы роста растений, а также сигнальные вещества, привлекающие насекомых-опылителей и отпугивающие вредителей.
Природные красители широко распространены в природе и крайне многообразны.
Часто в различных природных источниках встречаются одни и те же или близкие по строению природные красители, поэтому наиболее целесообразно классифицировать их по типам химических соединений.
Алифатические и алициклические красители.Включают каратиноиды, обусловливающие желтую,оранжевую и красную окраски цветов и плодов. С удлинением цепи сопряженных двойных связей окраска углубляется. Среди природных красителей этого ряда - углеводороды , например, ликопин
(красный),алюфа-,бетта-,гамма - каротины(фиолетовый);спирты, например, криптоксантин и ксантофил (желтый), зеаксантин (желтовато-красный); кетоны, например, родоксантин (синевато-черный) и астицин (фиолетовый); кето- спирты, например, кантаксантин и астаксантин
(красный);альдегиды,альдегидоспирты и др..
Встречаются каротиноиды в растительном и животном мире. Многие из них, например, каротин, обладают высокой физиологической активностью, ретиналь
(альдегид,образующийся из витамина А) входит в состав зрительного белка родопсина. К полиенам относится ряд антибиотиков (канацидин, пентамицин, трихомицин и др.), продуцируемых актиномицетами.
Ароматические красители. В основном это гидрокси- и алкокси- замещенные непредельные кетоны: 1)производные коричной и феруловой кислот - 4,4- дигидроксидициннамоилметан (желтый), 4- гидроксициннамоилферулоилметан
(оранжевый) и диферулоилметан,или куркумин (оранжево-красный), встречающиеся в корнях куркумы и др. ; 2) производные халкона
С6Н5СН=СНСОС6Н5 и хинонов, например, лавсон и юглон, выделенные соответственно из листьев хны и из кожуры незрелых грецких орехов, - желтые красители для шерсти и щелка; хризаробин - желтый краситель бразильских видов древесины, эмодинантрон - желтый краситель древесины жостера даурского; гиперицин и псевдогиперицин - темно-фиолетовый и темно-красный красители цветов зверобоя продырявленного, обладающие способностью убивать микроорганизмы и простейшие даже при слабом УФ облучении.
Многие природные красители обладают физиологической активностью, витамины группы К -противовоспалительным действием. К частично гидрированным ароматичным природным красителям относятся антибиотики группы тетрациклина и хромомицина, окрашенные в желтый цвет. Некоторые из красителей этого ряда все еще применяют для крашения; например, в реставрационных рабо тах используют ализарин - основное красящее вещество краппа, или марены красильной, содержащее также пурпурин - красный краситель, который применяют в гистохимии для выявления Са в замороженных средах, а также как реактив в аналитической химии: картамин - желтый краситель пыльцы цветов сафлора красильного; кармин, выделяемый из кошенили (самок насекомых кактусовая ложнощитовка); и применяемый в пищевой и парфюмерной промышленностях. Действующее начало кармина - карминовая кислота; ее применяют в цитологии.
Гетероциклические красители.
Наиболее широко представлены желтые природные красители- гидрокси-, метокси
- и метилендигидроксипроизводные 4-хромона и хромена. К ним относятся флавоноиды - производные флавона, флавонола, флаванона и флаванонола, изофлавона, а также антоцианидины, окрашивающие цветы, ягоды, плоды и овощи в красный, фиолетовый, синий и черный цвета.
К этой группе природных красителей относятся также телефоровая кислота- черно-фиолетовый краситель множества видов грибов, бразилин и гематоксилин, выделенные из древесины различных видов красного дерева и кампешевого дерева. Эти бесцветные вещества при крашении хлопка по аллюминиевой протраве дают синевато-красные и фиолетовые окраски. Гематоксилин (на его основе созданы красящие растворы специфического действия) применяют также для цитологической диагностики рака.
Азотсодержащие гетероциклы.
Наиболее древние природные красители - индиго и пурпур античный.
Производные поррола включают три важные группы красителей:
1. Красный пигмент эритроцитов крови гемоглобин - железосодержащий комплекс протопорфирина и белка глобина.
2. Пигменты зеленых частей растений, содержащиеся в хлоропластах наряду с каротиноидами (в соотношении 3:1), сине-зеленый хлорофилл а и желто-зеленый хлорофилл б, играющие важную роль в процессах фотосинтеза.
3. Желчные пигменты.
Производные птеридина - широко распространенные пигменты, содержащиеся в крыльях бабочек и птиц.
Красители синтетические,органические соединения,используемые для крашения различных (преимущественно волокнистых) материалов и изделий.
Представляют собой главным образом окрашенные соединения., некоторые бесцветные соединения, например, отбеливатели оптические, а также соединения, из которых красители образуются после нанесения на окрашиваемый материал. Цвет красителя обусловлен наличием в его молекуле хромофорной ссистемы - достаточно развитой открытой или замкнутой системы сопряженных кратных связей и связанных с ней электронодонорных и (или) электроноакцепторных заместителей. Кроме того, в молекулах красителей могут содержаться заместители, придающие им различные свойства, например: способность растворяться в водных или неводных средах; образовывать внутрикомплексные соединения с металлами; химически связываться с окрашиваемым материалом.
Синтетические красители должны образовывать окраски, устойчивые к различным физико-химическим воздействиям в процессах последовательной переработки окрашенных материалов и при их эксплуатации, например, к обработке горячей водой и насыщение паром, к действию активного хлора, высоких температур ( в расплавах полимеров), света, морской воды, к погодным условиям, стирке, глажению, трению в сухом и мокром состояниях. Эти свойства оцениваются по пятибалльной шкале, только прочность к свету - по восьмибалльной. Набор требований, предъявляемых к красителю, определяется назначением и способом производства окрашенного материала. Помимо устойчивости к различным воздействиям,синтетические красители характеризуют также по ровноте окрасок, чистоте их оттенка.
В течение многих веков для крашения тканей, изготовления косметических препаратов, а позднее и художественных красок применяли красители природные
- ализарин, индиго, кармин и др. (всего около 30). В 1771г. действием НNO3 на индиго получен первый синтетический краситель - пикриновая кислота; в
1843г ее получили из более доступного сырья - фенола, что позволило в
1849г. начать производство кислоты для крашения шелка.Возникновение промышленности синтетических красителей стало возможным лишь после открытия
Н.Н.Зининым (1842г.) универсального метода получения анилина и др. ароматических аминов.В 1855г. Я.Натансон получил из анилина красный синтетический краситель, вторично открытый в 1859г. Э.Вергеном и названный фуксином (цвет фуксии).В 1856г. У.Перкин-старший синтезировал розовато- лиловый мовеин (цвет мальвы).Год 1856 считается датой возникновения промышленности синтетических красителей, названной анилинокрасочной.
В 1858г. П.Грисс открыл реакцию диазотирования, а в 1864 - азосочетания, что привело к синтезу азокрасителей. В 1880г. А.Байер синтезировал индиго, промышленное производство которого началось в 1896г., после чего последовал синтез др. индигоидных синтетических красителей. В 1873г. открыты сернистые синтетические красители, а с 1893г. организовано их промышленное получение.В 19о1г. получен первый синтетический кубовый краситель индантрон, в 1903г. налажено производство полиметиновых синтетических красителей, в 1936г. - фталоцианиновых. К началу 20 в. синтетические красители вытеснили природные красители.Крупнейшие достижения после 2-й мировой войны выпуск активных и дисперсных синтетических соединений. Общее число известных синтетических красителей составляет свыше 6500, а производимых в мире около 1500.
До 1914г. монополистом в области производства синтетических красителей была
Германия, на долю которой (вместе с филиалами ее фирм за рубежом) приходилось около 90% мирового производства, равного 150,3 тыс.т/год. К
1937г. крупные промышленные производства синтетических красителей организованы в 18 странах, и потребление красителей достигло 235 тыс.т/год.
В 80-х гг.20в. производство синтетических красителей составило 770-860 тыс.т/год, причем 70% этого количества приходится на долю США, ФРГ, СССР,
Японии, Англии,
Швейцарии и Франции.
Термин “краситель” введен в 1908г. А.Е.Порай-Кошицем.
Красители выпускают в продажу обычно под торговыми названиями. За рубежом - это фирменные названия, защищенные патентами. Поэтому часто одинаковые по химическому строению синтетические красители разные фирмы выпускают под различными названиями.
Производство синтетических красителей - отрасль промышленности тонкого органического синтеза. Синтетические красители получают в результате проведения многостадийного химического синтеза из промежуточных продуктов, производимых, в свою очередь, из ароматических и гетероароматических соединений, вырабатываемых угле- и нефтехимической промышленностью. Часто из одного промежуточного продукта получают несколько синтетических красителей. Промежуточные продукты, кроме того, широко используют для производства лекарственных веществ, пестицидов, ростовых веществ и многих других продуктов. Как правило, производство промежуточных продуктов организовано на заводах, которые вырабатывают синтетические красители.
Для промышленности синтетическим красителям характерны: многоассортиментность (большое число марок синтетических красителей), малотоннажность отдельных производств, многостадийность получения большинства красителей (иногда 10 и более стадий). Это затрудняет механизацию и автоматизацию производства и, следовательно, улучшение экономических показателей.
Основные пути прогресса в промышленности синтетических красителей: разработка для каждого вида крашения триад красителей (желтый-пурпурный- голубой), смешением которых по данным расчета цветности на ЭВМможно получить смесовые марки синтетических красителей любых цветов и оттенков;организациягибких производств, позволяющих с помощью небольшого числа аппаратов повышенной мощности производить широкий ассортимент продукции; изыскание возможностей использования одних и тех же промежуточных продуктов для синтеза возможно большего числа синтетических красителей и применения в качестве промеж. продуктов соединений, производимых для синтеза лекарственных веществ, пестицидов, фотоматериалов и др..
Полученные в результате химического синтеза синтетические красители обычно мало пригодны для непосредственного применения в крашении и особенно в печатании. Чтобы красители были удобны в применении и для повышения степени их использования (например, исключение мех. потерь, более полная выбираемость из красильных ванн) из них готовят выпускные формы. Это стандартизованные товарные формы, в которых синтетические красители поступают потребителям; кроме красителя, взятого в строго определенной концентрации, в их состав входят различные вспомогательные вещества. На основе одного и того же синтетического красителя может быть приготовлено несколько выпускных форм. Синтетические красители производят в виде непылящих порошков, гранул и жидкостей, в виде растворов.
Применяют синтетические красители для крашения волокон и различных текстильных материалов, кожи, мехов, бумаги, древесины и др.; растворимые в органических средах синтетические красители - для окрашивания бензинов,парафина, спиртов, восков, растительных жиров, синтетических волокон при получении их формированием в массе, пластмасс, резин.
Синтетические красители используют также в цветной и черно-белой кинематографии и фотографии, в электрофотографии аналитической химии, в медицине (средства диагностики, при биохимических исследованиях), в жидкостных лазерах, в различных физических приборах в качестве полупроводников и элементов, обладающих фотопроводимостью и некоторыми другими свойствами, как катализаторы.
Природные красители,органические соединения,которыевырабатываются живыми организмами и окрашивают животные и растительные клетки и ткани.В основном соединения желтых, коричневых , черных и красных цветов разных оттенков, очень мало синих и фиолетовых, зеленые, как правило, отсутствуют.
До 2-ой половины 19в. природные красители-единственные в-ва для крашения текстильных и парфюмерных изделий, кожи,бумаги,пищевых продуктов и др. С развитием промышленности органического синтеза, особенно анилокрасочной пром-ти,природные красители не выдержали конкуренции с красителями синтетическими и в основном утратили былое практическое значение. В небольших количествах природные красители используют в реставрационных работах. Их применяют также в пищевой и парфюмерной промышленностях, при исследованиях методами оптической и электронной микроскопии в цитологии и гистохимии, в аналитической химии. Многие природные красители обладают значительной физиологической и антибиотической активностью, вследствие чего их часто используют как лекарственные средства. Некоторые природные красители - регуляторы роста растений, а также сигнальные вещества, привлекающие насекомых-опылителей и отпугивающие вредителей.
Природные красители широко распространены в природе и крайне многообразны. Часто в различных природных источниках встречаются одни и те же или близкие по строению природные красители, поэтому наиболее целесообразно классифицировать их по типам химических соединений.
Алифатические и алициклические красители.Включают каратиноиды, обусловливающие желтую,оранжевую и красную окраски цветов и плодов. С удлинением цепи сопряженных двойных связей окраска углубляется. Среди природных красителей этого ряда - углеводороды , например, ликопин (красный),алюфа-,бетта-,гамма - каротины(фиолетовый);спирты, например, криптоксантин и ксантофил (желтый), зеаксантин (желтовато-красный); кетоны, например, родоксантин (синевато-черный) и астицин (фиолетовый); кето-спирты, например, кантаксантин и астаксантин (красный);альдегиды,альдегидоспирты и др..
Встречаются каротиноиды в растительном и животном мире. Многие из них, например, каротин, обладают высокой физиологической активностью, ретиналь (альдегид,образующийся из витамина А) входит в состав зрительного белка родопсина. К полиенам относится ряд антибиотиков (канацидин, пентамицин, трихомицин и др.), продуцируемых актиномицетами.
Ароматические красители. В основном это гидрокси- и алкокси- замещенные непредельные кетоны: 1)производные коричной и феруловой кислот - 4,4- дигидроксидициннамоилметан (желтый), 4- гидроксициннамоилферулоилметан (оранжевый) и диферулоилметан,или куркумин (оранжево-красный), встречающиеся в корнях куркумы и др. ; 2) производные халкона С6Н5СН=СНСОС6Н5 и хинонов, например, лавсон и юглон, выделенные соответственно из листьев хны и из кожуры незрелых грецких орехов, - желтые красители для шерсти и щелка; хризаробин - желтый краситель бразильских видов древесины, эмодинантрон - желтый краситель древесины жостера даурского; гиперицин и псевдогиперицин - темно-фиолетовый и темно-красный красители цветов зверобоя продырявленного, обладающие способностью убивать микроорганизмы и простейшие даже при слабом УФ облучении.
Многие природные красители обладают физиологической активностью, витамины группы К -противовоспалительным действием. К частично гидрированным ароматичным природным красителям относятся антибиотики группы тетрациклина и хромомицина, окрашенные в желтый цвет. Некоторые из красителей этого ряда все еще применяют для крашения; например, в реставрационных рабо тах используют ализарин - основное красящее вещество краппа, или марены красильной, содержащее также пурпурин - красный краситель, который применяют в гистохимии для выявления Са в замороженных средах, а также как реактив в аналитической химии: картамин - желтый краситель пыльцы цветов сафлора красильного; кармин, выделяемый из кошенили (самок насекомых кактусовая ложнощитовка); и применяемый в пищевой и парфюмерной промышленностях. Действующее начало кармина - карминовая кислота; ее применяют в цитологии.
Гетероциклические красители.
Наиболее широко представлены желтые природные красители- гидрокси-, метокси - и метилендигидроксипроизводные 4-хромона и хромена. К ним относятся флавоноиды - производные флавона, флавонола, флаванона и флаванонола, изофлавона, а также антоцианидины, окрашивающие цветы, ягоды, плоды и овощи в красный, фиолетовый, синий и черный цвета.
К этой группе природных красителей относятся также телефоровая кислота- черно-фиолетовый краситель множества видов грибов, бразилин и гематоксилин, выделенные из древесины различных видов красного дерева и кампешевого дерева. Эти бесцветные вещества при крашении хлопка по аллюминиевой протраве дают синевато-красные и фиолетовые окраски. Гематоксилин (на его основе созданы красящие растворы специфического действия) применяют также для цитологической диагностики рака.
Азотсодержащие гетероциклы.
Наиболее древние природные красители - индиго и пурпур античный. Производные поррола включают три важные группы красителей:
1. Красный пигмент эритроцитов крови гемоглобин - железосодержащий комплекс протопорфирина и белка глобина.
2. Пигменты зеленых частей растений, содержащиеся в хлоропластах наряду с каротиноидами (в соотношении 3:1), сине-зеленый хлорофилл а и желто-зеленый хлорофилл б, играющие важную роль в процессах фотосинтеза.
3. Желчные пигменты.
Производные птеридина - широко распространенные пигменты, содержащиеся в крыльях бабочек и птиц.
Красители синтетические,органические соединения,используемые для крашения различных (преимущественно волокнистых) материалов и изделий. Представляют собой главным образом окрашенные соединения., некоторые бесцветные соединения, например, отбеливатели оптические, а также соединения, из которых красители образуются после нанесения на окрашиваемый материал. Цвет красителя обусловлен наличием в его молекуле хромофорной ссистемы - достаточно развитой открытой или замкнутой системы сопряженных кратных связей и связанных с ней электронодонорных и (или) электроноакцепторных заместителей. Кроме того, в молекулах красителей могут содержаться заместители, придающие им различные свойства, например: способность растворяться в водных или неводных средах; образовывать внутрикомплексные соединения с металлами; химически связываться с окрашиваемым материалом.
Синтетические красители должны образовывать окраски, устойчивые к различным физико-химическим воздействиям в процессах последовательной переработки окрашенных материалов и при их эксплуатации, например, к обработке горячей водой и насыщение паром, к действию активного хлора, высоких температур ( в расплавах полимеров), света, морской воды, к погодным условиям, стирке, глажению, трению в сухом и мокром состояниях. Эти свойства оцениваются по пятибалльной шкале, только прочность к свету - по восьмибалльной. Набор требований, предъявляемых к красителю, определяется назначением и способом производства окрашенного материала. Помимо устойчивости к различным воздействиям,синтетические красители характеризуют также по ровноте окрасок, чистоте их оттенка.
В течение многих веков для крашения тканей, изготовления косметических препаратов, а позднее и художественных красок применяли красители природные - ализарин, индиго, кармин и др. (всего около 30). В 1771г. действием НNO3 на индиго получен первый синтетический краситель - пикриновая кислота; в 1843г ее получили из более доступного сырья - фенола, что позволило в 1849г. начать производство кислоты для крашения шелка.Возникновение промышленности синтетических красителей стало возможным лишь после открытия Н.Н.Зининым (1842г.) универсального метода получения анилина и др. ароматических аминов.В 1855г. Я.Натансон получил из анилина красный синтетический краситель, вторично открытый в 1859г. Э.Вергеном и названный фуксином (цвет фуксии).В 1856г. У.Перкин-старший синтезировал розовато-лиловый мовеин (цвет мальвы).Год 1856 считается датой возникновения промышленности синтетических красителей, названной анилинокрасочной.
В 1858г. П.Грисс открыл реакцию диазотирования, а в 1864 - азосочетания, что привело к синтезу азокрасителей. В 1880г. А.Байер синтезировал индиго, промышленное производство которого началось в 1896г., после чего последовал синтез др. индигоидных синтетических красителей. В 1873г. открыты сернистые синтетические красители, а с 1893г. организовано их промышленное получение.В 19о1г. получен первый синтетический кубовый краситель индантрон, в 1903г. налажено производство полиметиновых синтетических красителей, в 1936г. - фталоцианиновых. К началу 20 в. синтетические красители вытеснили природные красители.Крупнейшие достижения после 2-й мировой войны выпуск активных и дисперсных синтетических соединений. Общее число известных синтетических красителей составляет свыше 6500, а производимых в мире около 1500.
До 1914г. монополистом в области производства синтетических красителей была Германия, на долю которой (вместе с филиалами ее фирм за рубежом) приходилось около 90% мирового производства, равного 150,3 тыс.т/год. К 1937г. крупные промышленные производства синтетических красителей организованы в 18 странах, и потребление красителей достигло 235 тыс.т/год. В 80-х гг.20в. производство синтетических красителей составило 770-860 тыс.т/год, причем 70% этого количества приходится на долю США, ФРГ, СССР, Японии, Англии,
Швейцарии и Франции.
Термин “краситель” введен в 1908г. А.Е.Порай-Кошицем.
Красители выпускают в продажу обычно под торговыми названиями. За рубежом - это фирменные названия, защищенные патентами. Поэтому часто одинаковые по химическому строению синтетические красители разные фирмы выпускают под различными названиями.
Производство синтетических красителей - отрасль промышленности тонкого органического синтеза. Синтетические красители получают в результате проведения многостадийного химического синтеза из промежуточных продуктов, производимых, в свою очередь, из ароматических и гетероароматических соединений, вырабатываемых угле- и нефтехимической промышленностью. Часто из одного промежуточного продукта получают несколько синтетических красителей. Промежуточные продукты, кроме того, широко используют для производства лекарственных веществ, пестицидов, ростовых веществ и многих других продуктов. Как правило, производство промежуточных продуктов организовано на заводах, которые вырабатывают синтетические красители.
Для промышленности синтетическим красителям характерны: многоассортиментность (большое число марок синтетических красителей), малотоннажность отдельных производств, многостадийность получения большинства красителей (иногда 10 и более стадий). Это затрудняет механизацию и автоматизацию производства и, следовательно, улучшение экономических показателей.
Основные пути прогресса в промышленности синтетических красителей: разработка для каждого вида крашения триад красителей (желтый-пурпурный-голубой), смешением которых по данным расчета цветности на ЭВМможно получить смесовые марки синтетических красителей любых цветов и оттенков;организациягибких производств, позволяющих с помощью небольшого числа аппаратов повышенной мощности производить широкий ассортимент продукции; изыскание возможностей использования одних и тех же промежуточных продуктов для синтеза возможно большего числа синтетических красителей и применения в качестве промеж. продуктов соединений, производимых для синтеза лекарственных веществ, пестицидов, фотоматериалов и др..
Полученные в результате химического синтеза синтетические красители обычно мало пригодны для непосредственного применения в крашении и особенно в печатании. Чтобы красители были удобны в применении и для повышения степени их использования (например, исключение мех. потерь, более полная выбираемость из красильных ванн) из них готовят выпускные формы. Это стандартизованные товарные формы, в которых синтетические красители поступают потребителям; кроме красителя, взятого в строго определенной концентрации, в их состав входят различные вспомогательные вещества. На основе одного и того же синтетического красителя может быть приготовлено несколько выпускных форм. Синтетические красители производят в виде непылящих порошков, гранул и жидкостей, в виде растворов.
Применяют синтетические красители для крашения волокон и различных текстильных материалов, кожи, мехов, бумаги, древесины и др.; растворимые в органических средах синтетические красители - для окрашивания бензинов,парафина, спиртов, восков, растительных жиров, синтетических волокон при получении их формированием в массе, пластмасс, резин. Синтетические красители используют также в цветной и черно-белой кинематографии и фотографии, в электрофотографии аналитической химии, в медицине (средства диагностики, при биохимических исследованиях), в жидкостных лазерах, в различных физических приборах в качестве полупроводников и элементов, обладающих фотопроводимостью и некоторыми другими свойствами, как катализаторы.
