Применение химических веществ группы углеводов в росписи тканей (стр. 3 из 3)
Химические свойства.
При нагревании в кислой среде крахмал гидро-лизуется с разрывом связей между остатками a-глюкозы. При этом образуется ряд промежуточных продуктов, в частности мальтоза. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза:
Н+, t
(С6Н10О5)n + nН2О ———> nС6Н12О6.
Эта реакция имеет важное промышленное значение, поскольку из глюкозы получают этанол, молочную кислоту и другие ценные продукты.
Крахмал — это ценный питательный продукт. Он входит в состав хлеба, картофеля, круп и наряду с сахарозой является важнейшим источником углеводов в человеческом организме.
б) Целлюлоза
Строение молекул. Молекулярная формула целлюлозы (C6H10O5)n, как и у крахмала. Целлюлоза тоже является природным полимером. Ее макромолекула состоит из многих остатков молекул глюкозы. Может возникнуть вопрос: почему крахмал и целлюлоза — вещества с одинаковой молекулярной формулой — обладают различными свойствами?
При рассмотрении синтетических полимеров мы уже выяснили, что их свойства зависят от числа элементарных звеньев и их структуры. Это же положение относится и к природным полимерам. Оказывается, степень полимеризации у целлюлозы намного больше, чем у крахмала. Кроме того, сравнивая структуры этих природных полимеров, установили, что макромолекулы целлюлозы, в отличие от крахмала, состоят из остатков молекул р-глюкозы и имеют только линейное строение. Макромолекулы целлюлозы располагаются в одном направлении и образуют волокна (лен, хлопок, конопля).
В каждом остатке молекулы глюкозы содержатся три гидроксильные группы.
Нахождение в природе.
Целлюлоза, так же как и крахмал, образуется в растениях при реакции фотосинтеза. Она является основной составной частью оболочки растительных клеток; отсюда происходит ее название — целлюлоза («целлула» — клетка). Волокна хлопка — это почти чистая целлюлоза (до 98%). Волокна льна и конопли тоже состоят главным образом из целлюлозы. В древесине ее содержится примерно 50%.
Получение.
Образцом почти чистой целлюлозы является вата, полученная из очищенного хлопка. Основную массу целлюлозы выделяют из древесины, в которой она содержится вместе с другими веществами. Наиболее распространенным методом получения целлюлозы в нашей стране является так называемый сульфитный. По этому методу измельченную древесину в присутствии раствора гидросульфита кальция Ca(HSO3)2 или «гидросульфита натрия NaHSO3 нагревают в автоклавах при давлении 0,5— 0,6 МПа и температуре 150 "С. При этом все другие вещества разрушаются, а целлюлоза выделяется в сравнительно чистом виде. Ее промывают водой, сушат и направляют на дальнейшую переработку, большей частью на производство бумаги.
Физические свойства. Целлюлоза — волокнистое вещество, нерастворимое ни в воде, ни в обычных органических растворителях. Растворителем ее является реактив Швейцера — раствор гидроксида меди (II) с аммиаком, с которым она одновременно и взаимодействует.
Химические свойства. Одно из наиболее характерных свойств целлюлозы — способность в присутствии кислот подвергаться гидролизу с образованием глюкозы. Аналогично крахмалу гидролиз целлюлозы протекает ступенчато. Суммарно этот процесс можно изобразить так:
(С6Н10О5)n + nН2О Н2SO4 nСбН12О6Так как в молекулах целлюлозы имеются гидроксиль-ные группы, то для нее характерны реакции этерификации. Из них практическое значение имеют реакции целлюлозы с азотной кислотой и ангидридом уксусной кислоты.
При взаимодействии целлюлозы с азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты в зависимости от условий образуются динитроцеллюлоза и три-нитроцеллюлоза, являющиеся сложными эфирами:
При взаимодействии целлюлозы с уксусным ангидридом (в присутствии уксусной и серной кислот) получается триацетилцеллюлоза или диацетилцеллюлоза:
Целлюлоза горит. При этом образуются оксид углерода (IV) и вода.
При нагревании древесины без доступа воздуха происходит разложение целлюлозы и других веществ. При этом получаются древесный уголь, метан, метиловый спирт, уксусная кислота, ацетон и другие продукты.
Применение.
Целлюлоза используется человеком с очень древних времен. Ее применение весьма разнообразно. Основные продукты, получаемые из древесины.
Большое значение имеют продукты этерификации целлюлозы. Так, например, из ацетилцеллюлозы получают ацетатный шелк. Для этого триацетилцеллюлозу растворяют в смеси дихлорметана и этанола. Образовавшийся вязкий раствор продавливают через фильеры — металлические колпачки с многочисленными отверстиями (рис. 36). Тонкие струи раствора опускаются в шахту, через которую противотоком проходит нагретый воздух. В результате растворитель испаряется и триацетил целлюлоза выделяется в виде длинных нитей, из которых прядением изготовляют ацетатный шелк Ацетил целлюлоза идет также на производство негорючей пленки и органического стекла, пропускающего ультрафиолетовые лучи.
Тринитроцеллюлоза (пироксилин) используется как взрывчатое вещество и для производства бездымного пороха. Для этого тринитроцеллюлозу растворяют в этил-ацетате или в ацетоне. После испарения растворителей компактную массу размельчают и получают бездымный порох. Динитроцеллюлоза (коллоксилин) применяется также для получения коллодия. В этих целях ее растворяют в смеси спирта и эфира. После испарения растворителей образуется плотная пленка — коллодий, применяемый в медицине. Динитроцеллюлоза идет также на производство пластмассы целлулоида. Его получают путем сплавления ди-нитроцеллюлозы с камфорой.
Целлюлоза (клетчатка) — основное вещество растительных клеток. Древесина на 50% состоит из целлюлозы, а хлопок и лен — это практически чистая целлюлоза.
Целлюлоза представляет собой твердое волокнистое вещество, нерастворимое в воде, но растворимое в аммиачном растворе гидроксида меди (II) (реактиве Швейцера).
Целлюлоза — природный полимер. В отличие от крахмала, ее молекулы состоят только из линейных цепей, содержащих остатки р-глюкозы, которые связаны через первый и четвертый углеродные атомы. Фрагмент линейной структуры целлюлозы выглядит следующим образом:
Химические свойства.
Гидролиз целлюлозы происходит при нагревании в кислой среде. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза.
Для целлюлозы характерны реакции образования сложных эфиров. Каждое структурное звено молекулы целлюлозы содержит по три группы ОН, которые могут реагировать с азотной и уксусной кислотой:
(С6Н7О2(ОН)3)n + 3nHNO3 ——> (C6H7О2(ONO2)3)n + ЗnН2О. (С6Н7О2(ОН)3)n + ЗnСН3СООН ——> (C6H7О2 (ОСОСН3)3)n + ЗnН2О
Тринитрат целлюлозы (пироксилин) — взрывчатое вещество, на его основе готовят бездымный порох. Из триацетата целлюлозы изготавливают лаки, кинопленку и ацетатное волокно.
IV. Применение химических веществ группы углеводов в росписи тканей.
Родиной этой техники считается Древний Китай. Предания относят возникновение ручной росписи шелковой ткани с помощью кисти еще к Х-ХП векам.
Если в других странах ткани украшенные ручной росписью применялись исключительно для национальной и ритуальной одежды, то в Китае батик применялся и в интерьере. Это были различные настенные панно и ширмы, на которых изображались пейзажи или растительные мотивы Нередко на них присутствовали фигуры людей и животных.
Свободная роспись внешне очень близка к восточным техникам живописи Мягкие живописные переходы, легкое, воздушное исполнение, по характеру похожи на нежный легкий набросок.
Эта техника требовала oт мастеров твердости руки и точности мазка, четкости и размытости пятна одновременно. В древних работах не было буйства красок, и внимание уделялось не столько цвету, сколько оттенкам. Даже очень светлые элементы имели большой диапазон тоновых градаций, оттенков и нюансов.
Подобная роспись была также распространена и в Японии, где применялась как для украшения национальной одежды, так и в качестве декора интерьера. Возникла и развивалась она под очень сильным влиянием Дзен-буддизма и традиционной живописи «суибоку».
В свободной росписи существует несколько различных приемов:
- свободная роспись по сухой ткани
- свободная роспись по увлажненной ткани
Прием свободной росписи по загустке.
В качестве загусток используются: сальвитоза, трагант, декстрин, крахмал и различные клеевые растворы.
Загусткой можно покрывать всю поверхность ткани, а после ее высыхания работать красителями. Такой прием напоминает рисование по бумаге. Можно делать как жесткие очертания, так и размывать их. Также работа с применением загусток дает возможность покрывать ткань не целиком, а частично и сочетать ее с другими видами росписи. Загустку можно добавлять в краситель, который становиться похожим на гуашь по консистенции. И работать им можно как гуашью мазками или перекрывая небольшие плоскости. Таким красителем можно осуществлять печать по трафарету при помощи губки. Такое разнообразие приемов обобщает возможности художника занимающегося искусством батика.
1. Сальвитоза. Растворяется в воде при температуре 25 градусов по Цельсию, образуя загустку большой устойчивости. Смесь, 100-120 г сальвитозы с 900-880мл воды оставляют на один-два часа, затем размешивают и процеживают.
2. Трагант — застывший сок кустарника типа каучуконосных Имеет вид роговидных пластинок белого, желтого и коричневого цветов Для получения загустки берут траганта 60-80 гр., воды 940-920 мл. Трагант заливают холодной водой и оставляют на сутки. затем разваривают на кипящей водяной бане в 1ечение трех-четырех часов. Готовую загустку протирают через сито.
3. Декстрин клеящее вещество, хорошо растворяется в воде. Загустку из декстрина готовят так, берут 125-150 г декстрина и 875-850 мл воды, затем размешивают декстрин с небольшим количеством воды, потом разваривают в течение часа при помешивании на кипящей водяной бане до получения прозрачной массы. Готовую загустку процеживают через сито.
4. Крахмал - картофельный пли рисовый, такая загустка готовится как трагант.
В работе можно совмещать вышеперечисленные способы и добиваться, таким образом, разнообразных эффектов.