Красители и краски

С давних пор люди использовали краски для того, чтобы придать окружающим их предметам радующее глаз разнообразие цветов. Для этого использовали природные соединения, иногда химически очень простые, чаще довольно сложные. Если кто-нибудь когда-то собирал чернику, то знает, как трудно отмыть руки от оставленных ею красно-синих следов. А смыть со скатерти следы пролитого гранатового сока почти невозможно. Многие соки и отвары могли бы быть красками. Отваром луковой шелухи, например, издавна пользуются для крашения. Синий краситель индиго извлекали из листьев тропического растения индигоферы, а драгоценный ярко-красный кармин - из высушенных телец самок кошенили - насекомого, обитающего на кактусах...

Около трех десятков природных красителей применяли в течение многих веков. В наши дни используются главным образом синтетические красители - их известны многие тысячи. Промышленное производство одного из них - мовеина - было начато еще в середине прошлого века, в 1857 г. Мовеин, а вслед за ним и фуксин стали получать при окислении технического анилина. Это первые из большой группы анилиновых красителей, применяемых для крашения тканей.

Структурная формула красителя - конго красного

Несколько слов о терминологии, о том, чем различаются понятия "краситель", "краска", "пигмент".

Красителями называют вещества, получаемые методами органического синтеза и предназначенные для окраски различных материалов, прежде всего тканей. К раеки - это смеси, зачастую природных, красящих и связующих веществ, предназначенные для поверхностного окрашивания различных изделий. Пигменты-нерастворимые красители и некоторые окрашенные неорганические соединения.

Масляные краски обычно состоят из тон-коизмельченного пигмента, рассредоточенного в массе пленкообразующего вещества - олифы, раньше получавшейся только из растительных масел (вот почему краски - масляные). Сейчас с натуральными олифами успешно конкурируют синтетические и полусинтетические - глифталевые и др. Среди важнейших минеральных пигментов-диок-сид титана ТiO₂ белого цвета, сажа (почти чистый углерод) - черного цвета, красная киноварь HgS, вишнево-красный сурик, в котором 75-95% Fe₂O₃, и желтая охра - природный гидроксид железа Fe(OH)₃ с примесью глины... В качестве пигментов широко используются также соединения хрома, свинца, кадмия, кобальта, меди, марганца...

Для текстильной промышленности, потребляющей больше ¾ мирового производства красителей, прежде всего необходимы синтетические красители разной химической природы.

Крашение - сложный физико-химический процесс, в результате которого между молекулами, составляющими ткань, и молекулами красителя образуются достаточно прочные связи. Если это не происходит, материалы линяют при стирке и быстро выцветают в процессе носки.

Шерсть и шелк - волокнистые материалы белкового происхождения - окрасить сравнительно просто. В белковых молекулах кератина шерсти и фиброина шелка есть и основные, и кислотные группы атомов. Поэтому с основными красителями шерсть и шелк взаимодействуют как кислоты; а с кислотными - как основания. В результате этих реакций образуются вещества, прочно удерживаемые на волокне химическими связями. Сложнее обстоит дело с целлюлозными (хлопчатобумажными) и особенно химическими волокнами. Целлюлоза - вещество нейтральное, поэтому, чтобы закрепить краситель на таком волокне, приходится обрабатывать ткани определенными химикатами, обладающими свойствами слабых кислот. После этого волокно можно окрасить основными красителями.

Цвет красителя зависит прежде всего от особенностей его химического строения. Существует теория цветности, согласно которой глубокая и интенсивная окраска органических соединений определяется системой сопряженных двойных связей, наиболее устойчивой в изо- и гетероциклических соединениях. В технологии красителей некоторых классов (азокрасителей, фталоцианиновых красителей и др.) большое значение имеет образование комплексных соединений с металлами - хромом, алюминием, железом и др.

Сырье для производства красителей и пигментов разнообразно, но особенно важны для него ароматические углеводороды - бензол, толуол, нафталин, антрацен, ксилол (см. Ароматические соединениями их производные.