Проектно-исследовательская работа «Природные красители или как сделать свою жизнь более здоровой и яркой»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
« Средняя общеобразовательная школа № 13» имени Д.И. Кашигина


«Природные красители
или как сделать свою жизнь более здоровой и яркой».




 


                                                            
                                                   Авто: Осипов Антон, 4-а класс,         
    МБОУ «СОШ №13» им. Д.И.Кашигина г. Миасс
                                                                  Научный руководитель:
                                                              Хлыстова Юлия Сергеевна,
                                                             учитель начальных классов.
                                                                МБОУ «СОШ №13» им. Д.И.Кашигина
         

  г. Миасс,  2017 г.
                                                            ОГЛАВЛЕНИЕ
 Введение …………………………………………………………………………3
 Глава I. УДИВИТЕЛЬНЫЕ КРАСКИ
1.1. Природные и синтетические красители…………………………………….5
1.2. Немного из истории…………………………………………………………..6
1.3. Поездка в краеведческий музей……………………………………………..7
1.4.  «Детство» А. М. Горький……………………………………………………8

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Методика проведения эксперимента………………………………………..8
2.2. Создание красящего раствора……………………………………………….9
2.3. Окрашивание ткани…………………………………………………………..9
2.4. Оценка результата……………………………………………………………9
Заключение……………………………………………………………………...11
Библиографический список…………………………………………………..11
Приложения……………………………………………………………………..13










Актуальность
Актуальным на сегодняшний день является использование недорогих, экологически чистых травяных красителей, доступных в домашних условиях и не оказывающих негативных последствий для организма. К тому же, естественные краски сохраняют яркость цвета в течение десятков лет, не поддаются атмосферным влияниям.
На протяжении многих веков люди могли использовать только натуральные красители для ткани. Мир, окружающий нас, многоцветен. И желание внести цвета в свою одежду было естественным. Натуральные ткани, из которых изготавливали наряды  наши предки, такие как лен, шерсть, шелк не имели разнообразия цветов. Поэтому люди старались всеми возможными способами найти красители, которые позволят сделать вещи цветными.
Эта тема для меня актуальна еще, потому что у меня аллергия на окрашенные ткани.   В своей работе я хотел показать способ окрашивания хлопчатобумажных тканей в различные цвета с помощью красителей, полученных из природного материала, а также необходимость использования моего метода в домашних условиях при окрашивании постельного белья, скатертей, полотенец и детского белья.
Объект исследования: ткань, шелуха репчатого лука, кора дуба, полынь, ромашка, душица, лепестки розы и пиона, черная смородина.
Предмет исследования: способы окрашивания хлопчатобумажных тканей в различные цвета с помощью природных красителей.
Цель работы: получить образцы ткани, окрашенные натуральными природными красителями и исследовать устойчивость окраски.
Задачи исследования:
1. Изучить литературу по теме.
2. Проанализировать литературные данные о растениях и  выбрать доступные растения.
3. Получить красители из растительного сырья.
4. Проверить устойчивость окраски ткани к теплу, свету и многократной стирке.
 В начале исследования нами была выдвинута следующая гипотеза: возможно, окрасить натуральные ткани натуральными природными красителями в домашних условиях не  навредив здоровью.
Методы исследования:
постановка опытов;
 наблюдение;
 сравнение;
 обобщение.
Моя работа имеет большое экологическое значение, так как использование экологически чистых красителей уменьшает риск возникновения многих кожных заболеваний, различные проявления аллергических реакций, особенно в детском возрасте.














ГЛАВА I. УДИВИТЕЛЬНЫЕ КРАСКИ.
1.1. Природные и синтетические красители.
Природные красители известны очень давно, с глубокой древности. Широкое распространение они получили в период развития мануфактурного производства и имели огромное значение вплоть до второй половины XIX века. В то время природные красители являлись единственным средством для крашения. До второй половины XIX века природные красители были единственными веществами для крашения текстильных изделий.
С развитием промышленности органического синтеза, особенно химической промышленности, природные красители не выдержали конкуренции с синтетическим красителями, так как они менее дорогие и более устойчивы к природным воздействиям, и в основном, утратили своё практическое значение. Современное развитие химической промышленности привело к открытию огромного числа синтетических красителей. Сейчас в «Химической энциклопедии» синтетические красители занимают более двух листов текста. [5]
Однако до сих пор часть натуральных красителей применяется в пищевой, легкой и косметической промышленности, для реставрационных работ и в других целях. Знаменитые своей яркостью и многоцветием дагестанские ковры окрашены краской, которую дают корни марены красильной. В зависимости от способа приготовления это чудесное растение окрашивает пряжу в ярко-красный, оранжевый, фиолетовый, синий, желтый и другие цвета, отличающиеся чистотой оттенков и не меркнущие в течение многих лет.
Процессы крашения и печатания достаточно полно изучены и постоянно усовершенствуются, в связи с огромной потребностью текстильной и лёгкой промышленности в прочных, дешевых, экологически безопасных способах крашения и красителях. [3]


1.2. Немного из истории.
Искусство украшать ткань пришло к нам из глубины веков и прочно закрепилось в жизни людей. Родиной первых красильщиков тканей является Индия и Китай. Красящие вещества добывали из морских водорослей, улиток, моллюсков, растений и насекомых. Иногда красители стояли гораздо дороже, чем одежда. Носили такие одеяния только императоры или очень богатые люди. Самые дорогие красители индиго, пурпур и кармин.
Растительные краски были одними из первых красок, которые начал употреблять человек, чтобы украсить себя, свое оружие, жилище и одежду. Сначала это были соки лепестков цветов, листьев и плодов, привлекавших внимание человека своей яркой окраской, затем человек научился добывать краску и из корней, коры. [5]
В русских деревнях крестьяне приготовляли их из растений, которые росли у них под рукой: на огороде, на лугу, в лесу.
В древности широко использовались некоторые минеральные краски для наскальной и стенной живописи, в качестве малярных красок и в других целях. Для окраски тканей, а также и для косметических целей использовались растительные и животные краски.
Для наскальной и стенной живописи в Древнем Египте применялись земляные краски, а также искусственно полученные окрашенные оксиды и другие соединения металлов. Особенно применяли охру, сурик, белила, сажу, растертый медный блеск, оксиды железа и меди и другие вещества. В качестве источников красителей использовали растения: алканну, вайду, куркуму, марену, сафлор, а также и некоторые животные организмы. [4]
Сравнивая литературные данные о растениях, которые содержат красители, и растениях, произрастающих в нашей области, я выбрал растения, которыми могли пользоваться для окраски одежды люди, жившие в тех же местах, где живем сейчас мы. Исключение – гранат, однако его могли привозить купцы из Азербайджана, где в качестве красителя он используется и сейчас для окраски шерсти.
Также учитывалось и разнообразие получаемых окрасок. Результаты представлены в виде таблицы. (Приложение1 Таблица 1).
Закрепление красителя
Для закрепления природного красителя пользуются закрепителями - протравой. Без протравки пряжа после крашения приобретает в большинстве случаев неяркий цвет. При различных закрепителях одна и та же растительная краска даёт различную окраску. Для получения светлых тонов применяют квасцы, тёмных  –  хромовую протравку, медный и железный купорос. Иногда в качестве закрепителей употребляют соль, уксус, берёзовую золу, рассол квашеной капусты.
Процесс крашения очень интересен и увлекателен. Для крашения нитей, тканей, выделанных шкур и кож наши предки использовали в основном различные растения и их части: кору, листья, ягоды, шишки, корни. [3]
Обычно сушёные растения заливали водой и так держали примерно сутки, затем нагревали в течение 1 – 2 часов и процеживали. В полученной краске изделия кипятили около часа. Затем полоскали и высушивали. Иногда этот процесс нужно было повторять несколько раз. И цвета получались насыщенные и долго не выгорали.
1.3. Поездка в краеведческий музей.
Проводя исследование по данной теме, мы посетили Миасский Краеведческий музей.  Работник краеведческого музея нашего города Гурьева Наталья Александровна рассказала: «На Руси в старину женщины окрашивали сотканные холсты, а ткали их изо льна, крапивы и конопли. Эти ткани были плотными и грубоватыми, их чаще носили крестьяне. Для царей и богатых людей привозили дорогие ткани из заграницы (хлопок, шелк и др.). Процесс окрашивания был разным по срокам. Иногда можно было окунуть в красящий раствор, иногда кипятить по несколько часов, а иногда крашение занимало несколько дней и даже недель. Красители изготовляли из собранных трав, ягод, коры, листьев и корней. Синюю краску добывали из девясила, ежевики, вайды. Оранжевую из ягод облепихи, красную из корня конского щавеля, ягод бузины, молодых побегов яблони. Желтая - лист березы и осины, зеленая из сока пырея, щавеля и багульника. Цвета получались довольно стойкими и яркими».
1.4. Анализ художественной литературы. «Детство» А.М. Горький.
Наш великий русский писатель Алексей Максимович Горький был истинным свидетелем процесса крашения тканей, в красильне своего деда Каширина Василия Васильевича. Но об этом он пишет совсем немного в своей повети «Детство»: «Я очутился на дворе. Двор был тоже неприятный: весь завешан огромными мокрыми тряпками, заставлен чанами с густой разноцветной водою. В ней тоже мокли тряпицы».
«Меня очень занимало как ловко взрослые изменяют цвета материй: берут желтую, мочат её в черной воде и материя делается густо-синей – «кубовой»; полощут серое в рыжей воде, и оно становится красноватым – «бордо». Просто, а – непонятно.

ГЛАВА II. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА
И РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Методика проведения эксперимента.
Белая хлопчатобумажная ткань предварительно была выстирана в тёплой воде со стиральным порошком для удаления возможных загрязнений следами жира.
В качестве исследуемых материалов были выбраны: шелуха репчатого лука, кора дуба, полынь, ромашка, душица, лепестки розы и пиона, черная смородина, заготовленные с лета и куплены в аптеке. (Приложение 2)
Большинство красителей, содержащихся в травянистых растениях (цветах, листьях и корнях) водорастворимы. Их легко извлечь простым вывариванием растительного сырья. Вода, используемая для этого, должна быть обессоленной, чтобы краситель не выпал в осадок. За неимением дистиллированнойзхж использовалась горячая кипяченая вода.
2.2. Создание красящего раствора.
Предварительно измельченное растительное сырье вываривалось в течение 1 часа в эмалированной посуде; вода должна полностью покрывать растительный материал. Выкипающую воду нужно периодически доливать. Производить вываривание желательно в проветриваемом помещении в связи с сильным запахом красильного раствора.
Далее растительный отвар процеживался. Полученный экстракт можно хранить в прохладном месте несколько часов, но лучше сразу использовать для окрашивания образца ткани.
2.3. Окрашивание ткани.
Окраска производилась в эмалированной посуде. Красильный экстракт я доводил до кипения и в него опускал окрашиваемый материал,  для ровного окрашивания предварительно намоченный. Далее его кипятил на медленном огне в течение 15- 20 минут. Окрашиваемую ткань желательно периодически переворачивать для достижения равномерной окраски. Вынув окрашенную ткань из раствора растительного красителя, оставлял её для просушки на сутки на свету для достижения большей устойчивости окраски. Затем материал полоскал в чистой тёплой воде. (Приложение 3)
2.4. Оценка результата.
1 эксперимент – Цель: узнать какой цвет ткани придаст луковая шелуха, лепестки розы и пиона, кора дуба, ромашка и полынь, ягоды черной смородины.
Замачивал на 3-4 часа травянистые красители. Кипятил 1-2 часа. Погружал ткань в красящий раствор, постоянно её переворачивал. Кипятил 30 минут.  Добавлял для закрепления цвета поваренную соль. Окончив процесс кипячения, оставлял ткань в красящем растворе на сутки. Извлекал ткань из раствора. Высушивал и разглаживал выкрашенную ткань.
Полученный результат занёс в таблицу.                                                               Из таблицы видно как окрасилась хлопчатобумажная ткань.
Луковая шелуха – светло – коричневый цвет,
кора дуба – бежевый,
ромашка – желтый,
лепестки розы и пиона – розовый,
ягоды черной смородины – сиреневый,
душица -  кремовый,
полынь – песочный.
 (Приложение 4 Таблица 2)
Вывод: Хлопчатобумажную ткань можно окрасить натуральными природными красителями.
2 эксперимент - Целью его является проверка устойчивости цвета ткани к температуре, свету, моющим средствам. Это исследование проходило в 3 этапа.
1 этап:  Высушенные после полоскания в чистой воде окрашенные образцы ткани были проглажены горячим утюгом. Изменения цвета не наблюдалось. (Приложение 5 Таблица 3). 
Вывод: природные красители устойчивы к высокой температуре.
2 этап: Для проверки устойчивости, к свету окрашенные образцы на протяжении недели находились под действием солнечного света. Изменение цвета произошло у образцов ткани покрашенных лепестками розы и пиона и ягодами черной смородины. Остальные образцы цвет не изменили. (Приложение 5 Таблица 3).
Вывод: не все природные красители устойчивы к солнечному свету.
 3 этап: Для проверки устойчивости, к моющим средствам окрашенные образцы ежедневно в течение недели стирались мылом в теплой (около 40°С) воде. Линька при стирке не происходила только у образца, окрашенного луковой шелухой.  Изменение цвета при первой стирке произошло у образцов покрашенных фильтратом черной смородины и лепестками розы. При дальнейших стирках цвет несколько ослаб. Образец, окрашенный полынью, душицей  корой дуба, дал некоторое ослабление цвета, не меняя основного тона расцветки. (Приложение 5 Таблица 3).
Вывод: не все природные красители устойчивы к моющим средствам.
Заключение
На основании проведенных исследований можно сделать следующие выводы:
1. Выдвинутая гипотеза о том, что возможно, окрасить натуральные ткани натуральными природными красителями в домашних условиях не  навредив здоровью -  подтвердилась
2. Анализ исследования показал, что мы можем окрасить любой текстильный материал в любой цвет.
3. В процессе воздействия на ткань температуры, моющих средств, солнечного света доказано:
Красители устойчивы к высокой температуре.
Не все природные красители устойчивы к моющим средствам и солнечному свету.
Проделав своими руками такую работу понимаешь, что в древности нашей много рукоделия и мудрости. Ткани пропитаны отваром цветов и трав, соком ягод становятся особенно дороги. Они дарят тепло и уют, и делают нас ближе к природе.

Литература
1.  Повесть А.М. Горького «Детство»
2. «Почему мы так одеты» А. Супрун, Г. Филановский
3. Светлена (Н. А.Неволина). Растения-красители в народном быту. 2009г.
4. Соколов В. А. Природные красители. М.: Просвещения, 1997.
5. Журнал « Химия в школе» №2, №8 – 2002 год.
6. Ю. А. Калинников, И. Ю. Вашурина. Природные красители и вспомогательные вещества в химико-текстильных технологиях. Реальный путь повышения экологической чистоты и эффективности производства текстильных материалов. Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. общества им. Д. И. Менделеева), 2002, т. XLVI, № 1.
7. http://www. /himerunda/naturkras. html
8. http://festival. 1september.ru.
9. http://*****/ap/ap/drugoe/rastitelnye-krasiteli
10. http://puteshestvvenik. *****/index/0-3
11. http://sibac. info/index. php//35