30.03.Урок 21-22 для учнів 10 групи з матеріалознавства.

Тема: Пігменти, їх класифікація. Властивості пігментів. Види і призначення пігментів за кольоровою ознакою.

Мета: вивчення цієї теми дозволить Вам знати:

• що таке пігменти, їх класифікація;

• колір як властивість пігментів;

• властивості пігментів;

  • види і призначення пігментів за кольоровою ознакою.

 

1.       Що таке пігменти, їх класифікація.

Пігменти — сухі кольорові порошки мінерального або органічного походження. Не розчиняються у воді, зв’язуючих, розчинниках.

Класифікація:

13.      За видом сировини пігменти поділяються на:

• Природні пігменти — (графіт, вапно, каолін, крейда, гіпс, вохра, сієна, сурик, умбра та ін.) одержують шляхом різного оброблення цих матеріалів.

• Металеві пігменти — тонкоздрібнені кольорові метали та їхні сплави (алюмінієва пудра, бронза золотава).

• Синтетичні пігменти одержують термічною чи хімічною обробкою сировинних матеріалів і поділяють на органічні й неорганічні.

—      Органічні синтетичні пігменти (барвні лаки, пігменти червоний, зелений, жовтий та інші) — це суміш синтетичних органічних барвників з інертними органічними речовинами.
До складу цих пігментів входить вуглець (С).

—     Неорганічні синтетичні пігменти (білила цинкові, свинцеві крона, кіновар, кобальт, сажа, лазур, мідянка, ультрамарин, марс коричневий тощо).

При прожарюванні неорганічні пігменти на відміну від органічних не обвуглюються.

13.      Залежно від призначення фарбувального покриття застосовують різні за ступенем прозорості пігменти:

• Корпусні пігменти утворюють покриття, які не просвічуються.

• Лесувальні пігменти утворюють прозорі плівки.

13.      Пігменти також поділяються за кольоровою ознакою на ахроматичні (білі, чорні, сірі) та хроматичні (червоні, жовті, зелені, сині, фіолетові, коричневі).

Тестові запитання

1. Чи можна прожарюванням відрізнити органічні синтетичні пігменти від неорганічних?

2. Які пігменти дають прозорі плівки:

а)  корпусні;

б)  лесувальні;

в)  природні?

3.  Які пігменти найпростіше одержати:

а)  металеві;

б)  природні;

в)  синтетичні?

4.  Які пігменти утворюють основні кольори:

а)  білі;

б)  червоні;

в)  чорні;

г)  жовті?

5. Які пігменти є ахроматичними:

а) білі;

б) червоні;

в) чорні;

г) сині;

д) жовті?

6. Чи розчиняються пігменти у воді?        

7.  Чи розчиняються пігменти в розчинниках?

2.Колір як властивість пігментів

Мета:  вивчення цього елементу допоможе Вам знати:

• різницю між кольором і світлом;

•  колір – одна з властивостей пігментів;

•  колірний спектр.

Світло — видиме випромінювання, електромагнітні хвилі в інтервалі частот, які сприймаються людським оком (7,5 • 10¹⁴ … 4,3•10¹⁴Гц).

Колір — одна з властивостей об’єктів матеріального світу, котра сприймається як усвідомлене зорове відчуття.

За допомогою кольору можна уявно збільшити об’єм приміщення (відступаючі кольори) або, навпаки, зменшити (виступаючі кольори). Ісаак Ньютон у 1666 р. пропустив сонячний промінь через тригранну скляну призму й одержав спектр: червоний, жовтогарячий, жовтий, зелений.

Колір пігментів визначають за ГОСТом 16873—78 візуальним (за еталонами) та інструментальним (за допомогою приладу — компаратора кольору) методами. Людське око розрізняє 300 відтінків кольорів.

Кольори поділяються на:

-  хроматичні (насиченість, світлота, колірний тон);

-  ахроматичні (білі К_від. ≈ 96%; чорні К_від. ≈ 0,3%; сірі (чорний + білий));

-  легкі – усі світлі кольори;

-  важкі – усі темні кольори;

-  відступаючі – теплі (червоний, жовто-гарячий, жовтий, жовто-зелений);

-  виступаючі – холодні (синій, блакитний, зелений, блакитно-зелений).

 

Колірний тон — характеризується довжиною хвилі спектра.

Світлота — характеризується коефіцієнтом відображення (К_в. ), змінюється додаванням білого чи чорного кольорів.

«Насиченість — зміна спектрального кольору при додаванні до нього рівного за світлотою сірого кольору, тобто зменшення чистоти хроматичного кольору (рис. 64).

 

 

 

 

Білих пігментів немає      більше кольорових           однаков кількість кольо-       більше білих пігментів              пігментів                            рових і білих пігментів

При додаванні хроматичного кольору до хроматичного (додаткового) отримуємо сірий (ахроматичний) колір. Наприклад, блакитно—зелений + червоний (додатковий) = сірий; блакитний + + жовтогарячий (додатковий) = сірий; фіолетовий + зелений (додатковий) = сірий.

 

Тестові запитання

1. Як називають фарбові суміші,  якщо у їхньому складі відсутні білі пігменти:

а) цільні;

б) густі;

в) нормальні?

2.  Чи можуть відтінки бути теплими або холодними кольорами?

3.  Яка властивість хроматичного кольору характеризується довжиною хвилі спектра:

а) світлота;

б) насиченість;

в) колірний тон?

4.  Чи є синій колір виступаючим?

5.  Чи відносять відступаючі кольори до холодних кольорів?

6. Скільки  відтінків  кольорів  здатне розрізнити людське око:

а) не більше 50;

б) не менше 300;

в)  понад 300?

7. Яка зона спектра є найдовшою:

а) синя;

б) зелена;

в)  червона?

8. Яке сполучення кольорів може дати сірий колір:

а)   червоний + жовтий;

б)   блакитний + жовтогарячий;

в)  фіолетовий + зелений?

9. Який метод визначення кольору пігментів застосовують порівняно з еталоном:

а)   інструментальний;

      б) візуальний?

 

13.      Властивості пігментів

Мета: вивчення цієї темидозволить Вам знати:

• класифікацію властивостей пігментів;

• характеристику властивостей пігментів.

Класифікація основних властивостей пігментів:

• світлостійкість; • атмосферостійкість; • барвна здатність; • розбілююча датність; • покривність; • вогнестійкість; • лугостійкість;

                                кислотостійкість;

                                                    водостійкість

                                                    маслостійкість

                                                    тонкість помелу;

                                                    маслоємність;

                                                    токсичність;

                                            антикорозійна стійкість.

 

 

1.     Світлостійкість — властивість матеріалу зберігати свій колір під дією світлових променів. ГОСТ 21903—76 установлює методи визначення умовної світлостійкості:

а) опромінення покриттів джерелами штучного світла крізь
шар води і крізь світлофільтр; застосовують для цього АШП (апарат штучної погоди), блискомір ФБ—2, ксенонові лампи та ін.;

б) стійкість плівки до сухого опромінення — 2 год. Під ртутно-кварцевою лампою ПРК-2.

2. Атмосферостійкість – властивість покриття чинити опір руйнуючій дії атмосферних факторів. За ГОСТом 6991—68 цю властивість визначають на майданчику на відкритому повітрі. Зразки встановлюють під кутом 45° до горизонту, лицьовою стороною на південь. Визначають ступінь руйнування, звіряючи з контрольними зразками (втрата блиску, розтріскування, висипка, пузирі тощо). Атмосферостійкість визначають за декоративним виглядом (5—бальна шкала) і захисними властивостями (8—бальна шкала), а також прискореним способом протягом 150— 200 год. У лабораторіях.

3. Барвна здатність — властивість пігменту передавати іншому пігменту свій колір при змішуванні.

4. Розбілююча здатність — властивість білих неорганічних пігментів, що визначається за ГОСТом 9529—80 візуальним і інструментальним способами. Для цього готують контрольну пасту (еталонний пігмент + ультрамарин + лляна олія) і випробувану пасту (досліджуваний пігмент + ультрамарин + лляна олія). Обидві пасти намазують на скло смугами і порівнюють їхній колір,

доки він не співпаде. Розбілюючу здатність визначають за таблицею стандартів в умовних одиницях (цинкові білила — 200, діоксид титану – 1200, літопон — 300). Інструментальним способом пасти порівнюють, вимірюючи на компараторі ФКЦШ — М коефіцієнт відображення контрольної й випробуваної паст.

5.  Покривність — здатність фарби, нанесеної на поверхню, робити невидимим колір цієї поверхні.

6. Лугостійкість — властивість пігментів протистояти дії лугів.

13.      Кислотостійкість — властивість пігментів протистояти
руйнуючій дії кислот.

8. Водостійкість — властивість пігменту не розчинятися у воді. Якщо ця властивість послаблюється, можуть з’являтися плями.

9. Маслостійкість — властивість пігменту не розчинятися в оліях і оліфах.

13.      Тонкість помелу — дисперсність – важлива властивість пігментів. Чим тонше розмелений пігмент, тим краще фарбується поверхня, більше покривність і барвна здатність. Визначають за залишком на контрольному ситі після мокрого або сухого просіювання. За мокрого просіювання пігмент перемішують щіткою у воді й дисперсію переносять на сито; за сухого — пігмент, висушений до постійної маси, висипають на сито з щільною кришкою і піддоном. Залишки на ситі після просіювання зважують. Тонкість помелу X % обчислюють за формулою:

Х= ( т₁ / т) х 100 %,

де: т — маса пігменту до просіювання, г;

т₁ — маса залишку пігменту після просіювання, г.

Стандарт установлює на кожний пігмент метод визначення залишку; припустиму величину залишку та № сітки сита.

13.      Маслоємність пігменту — кількість олії в г чи см³, яку необхідно додати до 100 г пігменту, щоб одержати однорідну масу.

Маслоємність (М) на 100 г пігменту визначається за формулами:

М = (V / т) х 100 (см³);       М = (ρV / т)  х 100 (г),

                                           

де: V – об’єм олії, см³;

т — маса пігменту, г;

р — густина лляної олії, г/см³.

Маслоємність пігментів:

свинцевого сурику — 5—8 г; залізного сурику — 15—25 г;

вохри — 40 г; пігменту червоного — 96 г.

Антикорозійна стійкість – властивість пігментів у поєднанні зі зв’язуючими утворювати покриття, які захищають метал від корозії. Гальмують корозію свинцеві білила, мідянка, цинкові, свинцеві крона, залізний сурик, алюмінієва пудра.  Прискорюють корозію сажа, літопон, синтетична мумія.

Вогнестійкість – властивість пігментів не втрачати свій колір і не руйнуватися навіть під дією високих температур. Органічні пігменти втрачають свій колір і руйнуються за короткий час навіть під дією невисоких температур. Неоргані пігменти мають різну вогнестійкість. Наприклад, ультрамарин і хромова зелень майже не змінюють свій колір і не руйнуються під дією високих температур, а лазур швидко руйнується. Цю властивість приховують і використовують при фарбуванні теплових установок і опалювальних устаткувань.

13. Токсичність — властивість пігментів чинити отруйну дію на людину. Токсичні пігменти, які містять з'єднання свинцю, міді, арсену. З цими пігментами треба працювати в захисній масці чи респіраторі.

 

Тестове завдання

1.Які властивості пігментів відображають їх стійкість до дії реагентів:

а) лугостійкість;

б) водостійкість;

в) маслостійкість;

г) токсичність;

д) маслоємність?

2.Чи можна визначити водостійкість пігменту за їм несеною краплею на фільтрувальний папір?

3.Чи можна визначити маслоємність пігменту за їм несеною краплею пігменту в олії на фільтруваль­нії напір?

4.Яка маслоємність вохри:

а) 5—8 г олії на 100 г вохри;

б) 40 г олії на 100 г вохри;

в) 96 г олії на 100 г вохри?

5.Які пігменти гальмують корозію:

а) залізний сурик;

      б) літопон;

      в) сажа;

      г) мідянка?

6.Яка властивість характерна тільки білим неор­ганічним пігментам:

а) барвна здатність;

б) розбілююча здатність;

в) покривність?

7.Яким пігментам не властива вогнестійкість:

а) природним;

б) синтетичним органічним;

в) металевим;

г) синтетичним неорганічним?

8.Які з названих пігментів мають найбільшу розбілюючу здатність:

а) діоксид титану;

б) літопон;

в) цинкові білила?

9.Скільки балів має шкала для визначення атмосферостійкості за декоративним виглядом:

а) 5 балів;

б) 10 балів;

в) 15 балів?

10.Скільки балів має шкала для визначення атмосферостійкості за захисними властивостями:

а) 5 балів;

б) 8 балів;

в) 10 балів?

11.У яких одиницях визначають маслоємність піг­ментів:

а) г;

б) см³;

в) %?

12.На які властивості пігментів впливає тонкість помелу:

а) покривність;

б) атмосферостійкість;

в) антикорозійна стійкість;

г) маслоємність;

д) барвна здатність;

е) вогнестійкість?

13. Які з названих пігментів токсичні:

а) свинцевий сурик;

б)  крейда;

в) вапно?