Как действует краска

Как действует краска

 

Если вам это не нравится, закрасьте это. Конечно, правда, что
краска имеет силу менять вещи. Вы можете украсить комнату
красочной картиной примерно так же, как вы можете сделать свой дом
более привлекательным, покрасив его свежим слоем краски. Вероятно, поэтому
мы думаем о покраске как о своего рода «алхимии» — способе использования
химикатов для превращения чего-то, что нам не нравится, в то, что нам нравится. Но
задумывались ли вы когда-нибудь, что такое краска или как она работает,
какие химикаты в нее входят и что они на самом деле делают? Давайте рассмотрим это подробнее!

Фото: Палитра художника для масляной живописи — это не только набор химических веществ, но и игривая коллекция цветов. «Художественные» краски — это больше о цвете, чем о чем-либо еще. Если вы красите дом снаружи, это совсем другая история: здесь вы гораздо больше озабочены нанесением защитного покрытия на поверхность дерева или металла, которое должно выглядеть привлекательно лишь во вторую очередь.

Что такое краска?

Краска — это защита, нечто гораздо большее, чем просто краска в банке или тюбике.

Фото: Краска для защиты: Покраска корпуса USS Blue Ridge
для защиты от морской воды. Фото Патрика Семалса предоставлено ВМС США и
DVIDS.

Вы не обязательно красите вещи, чтобы они выглядели лучше. Вы красите внешнюю
часть вашего дома, чтобы защитить его от дождя. Мы красим автомобили и велосипеды
отчасти для того, чтобы они выглядели хорошо, но также и для того, чтобы металл внутри них
не ржавел. На самолетах и
​​космических ракетах краска является одним из
средств защиты конструкции, когда воздух, проносящийся на большой
скорости, создает трение и тепло.

Какие химические вещества содержатся в краске?

Вы можете подумать, что краска — это просто цветной химикат, растворенный в
жидкости для того, чтобы он растекся, но это немного больше. Большинство красок
на самом деле состоят из трех основных компонентов, называемых пигментом,
связующим и растворителем. (Связующее и растворитель иногда
вместе называются транспортным средством.) Также обычно есть
ряд добавок для улучшения свойств краски различными
способами, в зависимости от того, где и как она будет использоваться.

 

Художественное произведение: Краска состоит из пигмента, связующего и растворителя. Связующее удерживает пигмент вместе; растворитель превращает связующее и пигмент в более жидкую, легко наносимую жидкость.

Пигменты

Пигмент — это цветное химическое вещество в краске. Он выглядит определенного цвета,
потому что отражает некоторые длины волн света и поглощает другие
(см. нашу статью о свете для объяснения того, как работают цвета).
Традиционно для создания различных цветов используются соединения металлов (соли), например
, диоксид титана (ярко-белый химикат, часто встречающийся в
песке) используется для изготовления белой краски, оксид железа делает желтую, красную,
коричневую или оранжевую краску (вспомните, как железо становится ржаво-красным), а
оксид хрома делает краску зеленого цвета. Черный (возможно, не цвет)
получается из частиц углерода (вспомните, как выглядит ваш подгоревший тост
, и вы приближаетесь к цветному химическому веществу, известному как «сажа
»). Различные пигменты смешиваются, чтобы сделать краску любого
цвета, который вы можете себе представить.

Фото: Вы можете подумать, что белая краска не содержит цвета, поэтому ей не нужен пигмент.
На самом деле, ей нужно столько же пигмента, сколько и любой другой краске. Титановая белая краска так называется, потому что она сделана с пигментом диоксида титана.

Переплеты

Пигменты, как правило, твердые, поэтому вы не можете использовать их для рисования
сами по себе. Их было бы трудно наносить, они не распределялись бы
равномерно, они не прилипали бы к бумаге или стене, и они бы
сразу смылись, если бы намокли. Вот почему краски также содержат
вещества, называемые связующими. Их задача — склеивать частицы пигмента
друг с другом, а также заставлять их прилипать к поверхности, которую вы
красите. Некоторые связующие вещества изготавливаются из натуральных масел, таких как льняное
масло, но большинство из них сейчас изготавливаются из синтетических пластиков
(первоначально они изготавливались из резины, поэтому мы
до сих пор говорим о «латексных красках»). Представьте себе связующее вещество как
невидимую оболочку из пластика с красочным пигментом, распределенным по ней, и вы увидите,
как краска создает слой защиты.

Вот, что нам удалось найти по Вашему запросу:  Зеркало на стене: какие типы зеркал вам нравятся больше всего?

Растворители

Смешайте пигмент и связующее, и вы получите густую липкую субстанцию
, которую трудно нанести. Вы когда-нибудь пробовали красить стену патокой?
Вот что такое использование пигмента и связующего. Вот почему
в красках есть третий основной химический компонент, называемый растворителем. Как
следует из названия, растворитель — это то, что растворяет что-то
еще. Задача растворителя — превратить пигмент и связующее в
более жидкую и менее вязкую (более легкотекучую) жидкость, которая будет
равномерно распределяться (вот почему растворители для красок иногда называют
разбавителями). После того, как краска растеклась, растворитель
испаряется в воздух, оставляя краску равномерно нанесенной и сухой
под ней. Когда вы наносите действительно отвратительную краску, и запах остается
в течение нескольких дней, пока она высыхает, это растворитель испаряется в воздух.

 

Фото: Глянцевая краска использует масляные растворители, поэтому она равномерно распределяется.
Обычно она намного гуще и непрозрачнее, чем эмульсия на водной основе, а масляные растворители
имеют сильный запах, который может сохраняться в течение нескольких дней.

Вода — самый известный и универсальный растворитель, который у нас есть, и
она широко используется в красках на водной основе, включая эмульсии (для
стен) и акварельные краски (для картин). Когда вы рисуете
картину акварелью, вы используете воду в качестве растворителя для растворения
некоторого количества пигмента на вашей кисти, который вы можете легко распределить по бумаге.
Одним из больших преимуществ красок на водной основе является то, что их относительно легко отмыть,
если вы их прольете (и, как правило, они смываются с одежды).

Другие краски (включая масляные и глянцевые) используют растворители, изготовленные из
сильных органических (углеродных) химикатов, извлеченных из нефти, таких как лигроин. Если
вы оставите краски в банках и банках, гравитация постепенно
разделит их на различные химические компоненты. Обычно
вы обнаруживаете растворитель, находящийся сверху в виде достаточно прозрачной, жидкой жидкости,
а связующее вещество и пигмент образуют густую, непрозрачную жижу
под ней. Вот почему всегда важно перемешивать банки с краской
перед ее использованием. Краски на масляной основе сложнее очистить, если вы прольете
их на такие вещи, как одежда или ковер. (Вода не поможет; вам понадобится
органический растворитель, чтобы растворить их, например, уайт-спирит.)

Добавки

Помимо пигмента, связующего вещества и растворителя, большинство красок также содержат
химические добавки различных видов. Некоторые из них предназначены для защиты самих красок — чтобы они не деградировали под воздействием ультрафиолета (солнечного света), многократного нагрева и охлаждения летом и зимой, дождя (который является
слегка кислым) или суровых условий окружающей среды, которые иногда встречаются в таких местах, как фабрики и химические заводы. Например, керамические вещества
могут быть добавлены в краски для повышения их прочности и долговечности.

Часто добавки выполняют очень специфичные задачи. Флуоресцентные пигменты, добавленные в краски, заставляют их светиться в темноте. Добавки в краску, предназначенную для наружного применения, могут помочь сделать вещи
водонепроницаемыми и устойчивыми к ржавчине, защитить от мороза или солнечного света и уберечь их от плесени и грибка.

 

Вредят ли краски здоровью?

Краски могут содержать различные вредные химические вещества, представляющие опасность не только для здоровья
людей, которые их используют, но и для тех, кто может подвергаться их воздействию в течение многих лет после этого, а также для окружающей среды в целом.

Ведущее наследие

 

Фото: В этой рекламе 2014 года Управление по охране окружающей среды США привлекло внимание к токсичному наследию свинцовой краски. Предоставлено Агентством по охране окружающей среды США и
Wikimedia Commons.

Вот, что нам удалось найти по Вашему запросу:  Нежные свиные отбивные, запеченные в духовке, станут вашим новым любимым ужином в будние дни

Свинец (токсичный тяжелый металл с разнообразными
последствиями для здоровья) широко использовался в качестве пигмента и добавки к краске, пока страны, заботящиеся об окружающей среде, не начали запрещать его или ограничивать его использование (
Комиссия по безопасности потребительских товаров США запретила его в 1977 году, а Европейский союз последовал примеру в своей
директиве 89/677/EEC 1989 года). Конечно, это не был конец свинца в краске или проблем, которые он создавал: здания и другие предметы, окрашенные свинцом, продолжают представлять опасность в течение многих лет, поскольку краска отслаивается и превращается в потенциально токсичную пыль. И хотя свинцовая краска запрещена в некоторых частях мира, она по-прежнему часто всплывает в газетных страшилках о плохо окрашенных детских игрушках; например, в 2007 году гигантская корпорация Mattel была вынуждена отозвать почти миллион игрушек, покрытых свинцовой краской, произведенных в Китае.
Совсем недавно, в 2018 году, спустя более 40 лет после запрета 1977 года, Комиссия по безопасности потребительских товаров США отозвала более 31 000 резиновых игрушек для животных из-за опасений по поводу «уровня содержания свинца, превышающего федеральный запрет на использование свинцовых красок».

ЛОС

Свинец — не единственное вредное вещество, используемое в красках. Некоторые из растворителей, используемых в красках, — это ЛОС (летучие органические соединения), которые испаряются, загрязняя воздух в определенных местах, и могут оказывать различные долгосрочные воздействия на здоровье. К счастью, многие современные «латексные краски» теперь используют воду в качестве растворителя и синтетический полимер (пластик) в качестве связующего вещества и относительно безопасны по сравнению со старыми красками.

 

Фото: Защита от краски: дело не только в краске, которую вы используете, но и в том, как вы ее используете.
Аэрозольные краски могут быть особенно вредными, как из-за содержащихся в них химикатов, так и из-за
способа их нанесения — в виде мелкодисперсных аэрозолей, которые могут перемещаться на большие расстояния.
Если вы красите распылением, лучше всего надевать маску и защитные очки, даже если вы работаете на открытом воздухе.
Фото Ксиомары М. Мартинес предоставлено ВВС США и
DVIDS.

 

Поиск более безопасных красок

Фото: Делаем краски безопаснее. На этой банке написано «Минимально», что означает, что в ней менее 0,29% ЛОС. В последнее время я осознанно выбираю такие краски, которые почти не имеют запаха.

Производители красок за последние несколько лет приложили впечатляющие усилия для снижения содержания вредных растворителей в своей продукции
. В Европе эта тенденция была частично обусловлена ​​потребителями (которые не любят
дурно пахнущие краски), а частично законодательством:
европейское законодательство (директива ЕС 2004/42/EC) установило максимальный предел в 30 г на литр ЛОС для красок на водной основе и связанных с ними продуктов.
Если внимательно посмотреть на современные европейские банки с краской (или на технические паспорта, которые вы найдете
в Интернете), то большинство из них теперь показывают, имеют ли они слабый или сильный запах, и обычно даже указывают процент
ЛОС, который они содержат, по простой шкале:

  • Минимальное содержание ЛОС: менее 0,29 процента.
  • Низкое содержание ЛОС: 0,3–7,99 процента.
  • Средний уровень ЛОС: 8–24,99 процента.
  • Высокое содержание ЛОС: 25–50 процентов.
  • Очень высокий уровень ЛОС: более 50 процентов.

Типичная бытовая эмульсия на водной основе, скорее всего, попадет во вторую категорию, в то время как эмульсия с очень слабым запахом
может даже попасть в первую. Масляные глянцевые краски обычно попадают в среднюю или высокую категорию, в то время как
металлические краски для радиаторов оцениваются как «высокие» или, возможно, даже «очень высокие».

Безопасная утилизация краски

 

Фото: Постарайтесь быть ответственными, когда вы утилизируете старые банки из-под краски. Обратитесь в местные органы власти, чтобы узнать об утвержденных пунктах переработки или утилизации в вашем районе. Фото Элиуда Эчеваррии / FEMA предоставлено DVIDS.

Утилизация старой или ненужной краски также является проблемой: по данным Агентства по охране окружающей среды США, примерно 10 процентов краски, которую мы покупаем, на самом деле никогда не используется
(это колоссальные 65–69 миллионов галлонов только в Соединенных Штатах). Если вы просто выливаете ее в канализацию, вы добавляете потенциально токсичные химикаты в сточные воды, рискуя загрязнением воды в
реках и океанах, нанося вред водным или морским животным — и потенциально нанося вред человеческой жизни, когда вода возвращается обратно в наши запасы питьевой воды. Вот несколько сайтов, которые дают советы по более безопасной утилизации старой краски:

  • WikiHow: Безопасная утилизация краски: ряд простых альтернатив краскам на водной и масляной основе.
  • Институт управления продукцией: проект PSI Paint.
  • Правильное хранение и утилизация краски: Lowes предлагает альтернативный способ утилизации ненужной краски путем замачивания ее в наполнителе для кошачьего туалета.
Вот, что нам удалось найти по Вашему запросу:  Психология: Введение в науку о человеческом поведении

Как производятся краски

На фото: Акварельные краски изготавливаются путем диспергирования пигментов в гуммиарабике (связующем веществе), который растворяется в воде.

Хотя существует множество различных типов красок, в целом
все они производятся одинаково. Сначала подготавливается пигмент. Если он сделан
из соли металла, такой как диоксид титана, его добывают из
земли как минеральную руду, поэтому его нужно будет очищать различными
способами, чтобы удалить примеси. (Наличие чистого пигментного химиката необходимо
для обеспечения однородного цвета конечной краски.) Пигментный химикат
может изначально быть куском камня, поэтому его нужно измельчить в
очень мелкий порошок. Его также может потребоваться физическая или химическая
обработка, чтобы изменить его цвет тонкими (или не очень тонкими способами).
Например, его можно обжарить, чтобы сделать темнее. После измельчения
в порошок пигмент смешивается со связующим веществом с помощью огромной
промышленной машины, которая работает как гигантский миксер для еды, и
при необходимости добавляются растворитель и добавки. Однако это не конец
процесса. Поскольку крайне важно, чтобы каждый образец определенной
краски выглядел точно так же, как и любой другой образец,
смешанную краску необходимо отобрать и сравнить с предыдущими партиями.
Если цвет не совсем правильный, рабочие фабрики добавляют дополнительные
пигменты. Дополнительные растворители добавляются, если краска слишком густая. Как только
краска приобретает нужный цвет и консистенцию, ее можно разливать в банки,
бутылки, тюбики или другие емкости и отправлять в магазины.

Не хотите читать наши статьи? Попробуйте вместо этого послушать

Если вы предпочитаете слушать наши статьи, а не читать их, подпишитесь на наш новый подкаст
на Apple Podcasts,
Spotify,
Amazon,
Podchaser
или в вашем любимом приложении для подкастов или слушайте ниже:

 

Узнать больше

На этом сайте

  • Материалы
  • Древесина

Книги

  • «Художник-органик для детей: создайте свою собственную краску, бумагу, пигменты, принты и многое другое из природы» Ника Неддо. Quarry Books, 2020;
    и «Художник-органик: создайте свою собственную краску, бумагу, пигменты, принты и многое другое из природы» Ника Неддо. Quarry Books, 2015. Нет лучшего способа узнать, как работает краска… чем сделать ее самостоятельно!
  • Искусство в химии, химия в искусстве Барбары Р. Гринберг, Дайанн Паттерсон. Greenwood Publishing Group, 2008. Практическое руководство для студентов по науке, которая питает искусство.
  • Краска: иллюстрированные техники для любого материала Эми Джейнс. North Light Books, 2007. Руководство для художников по нанесению различных видов краски для создания разнообразных эффектов.
  • Краски, покрытия и растворители Дитера Стоя и Вернера Фрайтага. Wiley-VCH, 1998. Подробное техническое руководство по проектированию и производству красок, включая экологические и токсикологические аспекты.
  • Руководство по испытанию красок: ASTM International, 1972. Старое, но все еще очень ценное руководство по техническим аспектам краски. Охватывает оптические, химические и физические свойства краски и различные методы ее испытания.

Статьи

  • «Не каждый день мы получаем новый синий цвет» Эвана Николь Брауна, The New York Times, 5 февраля 2021 г. Как профессор химии изобрел новый синий пигмент.
  • Раскрасьте город зеленым, Кэтрин Соррелл, The Guardian, 10 февраля 2009 г. Плюсы и минусы зеленых красок и выбор производителей, на которых следует обратить внимание.
  • Обещание зеленой краски Сары Кершоу, The New York Times, 15 мая 2008 г. Являются ли более безопасные и экологичные краски технически такими же хорошими, как и старомодные, в состав которых входят более вредные ингредиенты?

Переведено в образовательных целях — источник: www.explainthatstuff.com

Ссылка на основную публикацию