Hoe maak je de donkerste zwarttinten met tannines en ijzersulfaat.

Als je mijn blogs hebt gelezen, heb je al wat gezien over het creëren van donkere tinten met de magische samensmelting van tannines en ijzersulfaat. (Zie deze blog)

In deze blog leggen we uit waarom er een bepaalde volgorde is waar je op moet letten.

Eerst: hoe werkt het?

De reactie tussen tannines en ijzersulfaat resulteert in de vorming van een donkergekleurde complexverbinding, algemeen bekend als ijzertannaat. Deze chemische reactie is historisch gebruikt bij de productie van inkt voor schrijven en tekenen. Dus wanneer we deze combinatie op textiel gebruiken, creëren we de facto zwarte inkt direct op onze stof.

Er zijn twee componenten in dit proces:

1. Tannines. Dit zijn polyfenolische verbindingen gevonden in verschillende plantendelen, zoals schors, doppen en galnoten. Ze bevatten fenolische hydroxylgroepen die kunnen reageren met metaalionen.
2. Ijzersulfaat (iron(II) sulfate), wat een zout is dat ijzer(II)-ionen (Fe²⁺) bevat.

Wanneer tannines in contact komen met ijzersulfaat, vormen de ijzer(II)-ionen een complex met de fenolische hydroxylgroepen in de tannines.

Dit complex is zwart of donkerblauw-zwart van kleur, afhankelijk van de gebruikte tannines. In het verfbad en zelfs daarbuiten ondergaan de ijzer(II)-ionen in het complex oxidatie om ijzer(III)-ionen (Fe³⁺) te vormen. Dit proces kan blootstelling aan lucht of andere oxiderende stoffen omvatten. De oxidatie van ijzer(II) naar ijzer(III) resulteert in een kleurverandering van een lichtere tint naar een donkerdere kleur.

Gewoonlijk maakt de volgorde van de materialen bij het maken van inkten niet uit. Maar wanneer we donkere tinten op stof willen creëren, doet de volgorde er wel toe. Waarom is dat?

Niet alle mordanten hechten op dezelfde manier aan eiwitvezels (wol en zijde) als aan cellulose (katoen, hennep, linnen, viscose en rami). Daarom zijn de opnamelevels van het mordantzout niet hetzelfde.

Dit komt omdat:

1. Mordanten bevatten vaak metaalionen die complexen kunnen vormen met functionele groepen op vezels. Cellulosevezels hebben voornamelijk hydroxyl(-OH)-groepen, die minder reactief zijn met metaalionen dan de functionele groepen die aanwezig zijn in eiwitvezels, zoals aminogroepen (-NH₂) en carboxylgroepen (-COOH).
2. Mordanten reageren typisch gemakkelijker met geladen of polaire functionele groepen. Eiwitvezels hebben amino- en carboxylgroepen die gemakkelijk ionaire interacties met metaalionen kunnen vormen, wat de affiniteit voor mordanten vergroot.
3. De structurele verschillen tussen cellulose en eiwitten beïnvloeden ook de toegankelijkheid van reactieve oppervlakken. De complexere structuur van eiwitvezels biedt een grotere verscheidenheid aan locaties die met mordanten kunnen interageren.

In de praktijk betekent dit dat wanneer je 100 gram wol en 100 gram katoen mordan­teert, elk met 2 gram ijzersulfaat, de wol meer gemordant zal zijn dan het katoen.

Aan de andere kant: tannines hebben over het algemeen een hogere affiniteit voor cellulose dan voor eiwitten.

Hier zijn enkele redenen hiervoor:

1. Tannines, als polyfenolische verbindingen, hebben hydroxyl(-OH)-groepen die gemakkelijk waterstofbruggen kunnen vormen met de hydroxylgroepen in cellulose.
2. De interactie tussen tannines en cellulose is vaak gunstiger dan de interactie tussen eiwitvezels en tannines vanwege de specifieke rangschikking van hydroxylgroepen in cellulose.
3. De hydroxylgroepen in cellulose en tannines kunnen waterstofbrugvorming aangaan, wat bijdraagt aan de sterke affiniteit tussen hen. Eiwitten hebben minder beschikbare hydroxylgroepen, en de interacties kunnen zwakker zijn in vergelijking met die met cellulose.
4. Tannines kunnen ook ionaire interacties vormen met cellulosevezels. Hoewel eiwitten amino- en carboxylgroepen hebben die ionaire interacties kunnen aangaan, kan de specifieke rangschikking en beschikbaarheid van deze groepen resulteren in sterkere interacties met cellulose.
5. Cellulosevezels hebben een lineaire en georganiseerde structuur die zorgt voor een toegankelijker oppervlak voor interactie met tannines. De onregelmatige en complexere structuur van eiwitten beperkt de beschikbaarheid van reactieve oppervlakken voor tanninebinding.

In de praktijk betekent dit dat wanneer je 100 gram wol en 100 gram katoen behandelt, elk met 20 gram eikengalpoeder, het katoen hogere tanninelevels zal hebben dan de wol.

Voor onze stoffen komt deze complexe verklaring neer op een eenvoudige 'regel' wanneer je de donkerste grijzen en zwarttinten op je stoffen wilt creëren:

Voor cellulose: eerst tannine, daarna ijzersulfaat.

Voor eiwitten: eerst ijzersulfaat, daarna tannine.

Zoals altijd: wees spaarzaam met ijzersulfaat, een beetje gaat een lange weg. Ik gebruik maximaal 2% WOF.

Bijlage A: katoenmonsters. 1 cutch, 2 cutch en daarna ijzersulfaat. 3 ijzersulfaat en daarna cutch.

Bijlage B: zijde-monsters. 1 geverfd met eikengallen. 2 eikengallen en daarna ijzersulfaat. 3 ijzersulfaat en daarna eikengallen.

Bijlage C: zijde-noil. 1 zijde-noil geverfd met granaatappelschillen. 2 granaatappelschillen met een post-mordant van ijzersulfaat. 3 mordant met ijzersulfaat en daarna geverfd met granaatappelschillen.

Ik kijk ernaar uit je resultaten met dit experiment te zien!