Лихенофлора парка Царицыно как источник красителей для натуральных (природных) тканей

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ города МОСКВЫ ШКОЛА № 491

ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Лихенофлора парка Царицыно как источник красителей для натуральных (природных) тканей

Работу выполнила:

Самарина Дарья Сергеевна,

ученица 10 «А» класса

Руководители: Гладкова Ю.В.,

Мальцевская Н.В.

Москва

2018

Аннотация

Проведены исследования по возможности применения лишайников (собранных в парке Царицыно) в качестве красителей для натуральных тканей (хлопковой) и собачей шерсти.

Введение

лишайник краситель ткань шерсть

В настоящее время растет интерес к разным видам продукции, произведенной с помощью природных материалов. Это и фермерские пищевые продукты: молоко, мясо и др. Это и одежда из натуральных тканей, например, лён, хлопок, шелк, шерсть.

Также растет интерес и к «экологически чистой», обработке этих материалов. Все больше потребителей делает выбор в пользу натуральных тканей и тканей, окрашенным природными красителями.

Технология окрашивания тканей появилась на Японском острове. Издревле красители производили из различных субстратов, таких, как различные лекарственные растения, кора деревьев, ягоды, грибы …

Одним из интересных вариантов красителей являются красители на основе лишайников. Известно, что такие пигменты применяли не только для окрашивания тканей, но и в химической промышленности - например производство лакмуса - красящего вещества, используемого в качестве индикатора.

Следует подчеркнуть и другой немаловажный аспект - пигментсодержащие субстраты варьируется в зависимости от географического положения местности, где они использовались.

Так, например, в местностях расположенных на территории современной Великобритании использовались несколько разновидностей Пармелии( Parmelia)- Parmelia saxatilis ; Parmelia omphalodes [5]

В Швеции c 1741 крестьяне начали использовать данные разновидности лишайникоа, как натуральные красители

Таким образом, в каждом регионе будет разные цвета и оттенки окрашенных тканей.

Теоретическая часть

Статья А.В. Пчелкина

Лишайники, использовавшиеся для получения коричневой краски, были листоватыми видами, принадлежащими к роду Пармелия (Parmelia) и их было легко собирать с камней во влажную осеннюю погоду. Такая лишайниковая краска никогда не производилась в больших промышленных масштабах, а только отдельными фермерами в небольшом количестве. Наиболее часто используемым видом была Пармелия пупковидная (Parmelia omphalodes) и сейчас обычная в западных районах Шотландии. Лишайники высушивали и запасали в мешках. Шерсть, которую окрашивали, сначала хорошенько мыли в горячем растворе соды и мыла, а затем отполаскивали в проточной воде, которая в Шотландии торфяная и кислая. После этого большой чан наполняли чередующимися слоями лишайников и шерсти, взятыми в пропорции один к одному. Затем котел заливали торфяной водой и варили до получения требуемого оттенка. Окраска получалась очень прочная и не выцветала. Кроме того, лишайниковая краска придает шерсти приятный запах и отпугивает моль, которая не любит вкус лишайниковых веществ.

Современные исследования показали, что окраска является результатом реакции между свободными аминогруппами в шерсти и альдегидными группами лишайниковых кислот. Обычно эти группы бесцветны в лишайниках, но при кипячении дают окрашенный продукт. Таким образом, нет прямой связи между цветом лишайников и той окраской, которую они дают при кипячении с шерстью. После этого шерсть расчесывают и ткут. Затем готовую шерсть вальцуют, чтобы шерстяные волокна частично свалялись и удалилась грязь. [3]

Я вдохновилась идеей получить природные красители из лишайников. Лишайниковая краска дает наиболее ценные цвета в шотландской одежде, такие как желто-коричневые и красно-пурпурные оттенки.

Практическая часть

Цель: Исследовать лихенофлору парка Царицыно как источник красителей для натуральных (природных) тканей.

Задачи:

1. Получить природные красители из лишайников, используя разные экстрагирующие вещества (вода, аммиак, этиловый спирт).

2. Покрасить лишайниковой краской хлопок и шерсть.

3. Провести сравнительный анализ и сделать соответствующие выводы.

4. Провести химический анализ покрашенных тканей на устойчивость к кислотам, щелочам и СМС.

Материалы и методы:

Лабораторная посуда и лабораторное оборудование (чашка Петри, ступка, пестик, мерный цилиндр на 50 мл, колба Вюрца на 250 мл,).

Микрофотографии делались с помощью цифрового USB микроскопа.

Материалы:

Собачья шерсть белого цвета, с сохраненным естественным жировым налетом (порода). Белая хлопковая ткань

Цифровая лаборатория LabQuest.

Экспериментальная часть

1. Сбор биоматериала

Собирать лишайники можно повсеместно (рис.1 а, б). Для своего роста они выбирают деревья или сухие ветки. Мой выбор пал на парк Царицыно. В этом парке представлено видовое разнообразие растений. Есть оранжереи с разнообразием экспонатов, где можно проконсультироваться со специалистами, ну и просто очень красивое место.

2. Определение вида лишайника

Была проведена сравнительная характеристика биоматериала с описанными образцами в статье А.В.Пчелкина [1]. ( фотографии лишайников получены самостоятельно, при помощи цифрового USB микроскопа)

Таблица 1 (сравнивали с примерами лишайники России по статье А.В. Пчелкина)

3.Экстракция водой

Собранные лишайники очистить от коры (два вида лишайников: Xanthoria sp., и Parmelia sp., были очищены от коры, а также использовали лишайник вместе с корой, для получения более насыщенного цвета). 3-3.5 г лишайника заливали 100 мл дистиллированной воды, далее проводили томление при постоянной температуре 60-80 градусов 4 часа, не подвергая закипанию. Длительность настаивания около 8-9 часов. Полученный раствор упаривали вполовину. В данном растворе замочить хлопок и шерсть на 7-8 суток.

Таблица 2 (промежуточные выводы)

Вывод по данному этапу: Хлопок и собачья шерсть покрашены лишайниковой краской. Белая хлопковая ткань приобрела незначительный желто-коричневый оттенок, а собачья шерсть окрасилась в более насыщенный цвет.

4.Экстракция аммиаком

Для данного эксперимента можно использовать как очищенные от коры лишайники, так и с ней. 4 г лишайника измельчали в ступке, смачивая небольшим количеством 5% раствора аммиака (рис.3 а,б). К полученной массе добавляли по 1г хлорида аммония, нитрата калия и карбоната кальция. Все хорошо перемешивали, герметично закрывали и оставляли на 1-2 дня. Затем добавляли 1г углекислого калия и немного раствора аммиака. Оставляли на 3 дня, перемешивая как обычно. Завершающей точкой в приготовлении краски являлся концентрированный раствор аммиака 20%. В полученной массе замочить хлопок и шерсть на 5-6 суток.

Таблица 3 (промежуточные выводы)

5.Экстракция спиртом

Для данного эксперимента можно использовать как очищенные от коры лишайники, так и с ней. В склянку с притертой пробкой, емкостью 100 мл. помещали по 4 г лишайников. Добавляли 50 мл. 76% этилового спирта. Данную смесь помешали в темное, теплое место на 3-40 дней.

Полученные результаты и их анализ

Окрашивание тканей натуральными красителями, возникшее в Китае и Индии, до сих пор используется повсеместно, например, в Шотландии. Нет прямой связи между цветом лишайников и той окраской, которую они дают Шерсть - это натуральное волокно белковой структуры, содержащее большое количество свободных аминогрупп. В составе лишайников есть кислоты, содержащие альдегидные группы. Между этими группами происходит взаимодействие (альдольная конденсация

Выводы

1. Шерсть - это натуральное волокно белковой структуры, содержащее большое количество свободных аминогрупп. В составе лишайников есть кислоты, содержащие альдегидные группы. Между этими группами происходит взаимодействие (альдольная конденсация). В результате чего появляется окрашенный продукт.

2. По результатам экстракции водой, была определена среда раствора, что послужило подбору дальнейших экстрагирующих реагентов.

3. По степени окрашивания более насыщенный цвет дал экстракт на основе 76 % этилового спирта; менее насыщенный на основе воды; и практически не произошло окрашивания экстрактом основе аммиака.

4. Нет прямой связи между цветом лишайников и той окраской, которую они дают.

Список используемой литературы

1) А.В. Пчелкин. Простейшие методики лихенологических обследований [электронный ресурс]// Простейшие методики лихенологических обследований :[сайт].[2001-2007]. URL: http://ecosystema.ru/07referats/pchelkin/poplich12.htm (дата обращения 26.11.2018)

2) Лихенология / А. Н. Окснер // Куна -- Ломами. -- М. : Советская энциклопедия, 1973. -- (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969--1978, т. 14). (дата обращения 25.11.2018)

3) М. П. Андреев, Д. Е. Гимельбрант.Флора лишайников России: Биология, экология, разнообразие, распространение и методы изучения лишайников / М. П. Андреев, Д. Е. Гимельбрант. -- М.; СПб.: Товарищество научных изданий КМК, 2014.-532с. (дата обращения 25.11.2018)

4) Т.А.Филинкова. Вестник Гуманитарного университета: Техника окрашивания тканей: дис. 2015. 5 с ( дата обращения 24.11.2018)

5) Dye plants in Sweden 1700-200: сатья 1998-2011

Размещено на Allbest.ru