Как получить самые глубокие черные оттенки с помощью танинов и сульфата железа.

Если вы читали мои блоги, вы уже видели кое-что о том, как создавать тёмные оттенки с помощью волшебного соединения танинов с сульфатом железа. (См. этот блог)

В этом блоге мы объясним, почему важен определённый порядок, на который стоит обратить внимание.

Во-первых: как это работает?

Реакция между танинами и сульфатом железа приводит к образованию тёмноокрашенного комплекса, обычно называемого таннатом железа. Эта химическая реакция исторически использовалась при производстве чернил для письма и рисования. Поэтому, когда мы применяем это сочетание на ткани, мы, по сути, создаём чёрные чернила прямо на нашем текстиле.

В этом процессе есть два компонента:

1. Танины. Это полифенольные соединения, содержащиеся в различных растительных тканях, таких как кора, оболочки и галлы. Они содержат фенольные гидроксильные группы, которые могут реагировать с ионами металлов.
2. Сульфат железа (сульфат железа(II)), то есть соль, содержащая ионы железа(II) (Fe²⁺).

Когда танины вступают в контакт с сульфатом железа, ионы железа(II) образуют комплекс с фенольными гидроксильными группами в танинах.

Этот комплекс имеет чёрный или тёмно-сине-чёрный цвет, в зависимости от используемых танинов. В красильной ванне и даже вне её ионы железа(II) в комплексе подвергаются окислению, образуя ионы железа(III) (Fe³⁺). Этот процесс может происходить под воздействием воздуха или других окислителей. Окисление железа(II) до железа(III) приводит к изменению цвета от более светлого оттенка к более тёмному.

Обычно при приготовлении чернил порядок добавления материалов не имеет значения. Но когда мы создаём тёмные оттенки на ткани, это очень важно. Почему так?

Не все протравы одинаково хорошо закрепляются на белках (шерсть и шёлк), как на целлюлозе (хлопок, конопля, лён, вискоза и рами). Поэтому уровни впитывания солей протравы различаются.

Это потому, что:

1. Протравы часто содержат ионы металлов, которые могут образовывать комплексы с функциональными группами на волокнах. Волокна целлюлозы в основном имеют гидроксильные группы (-OH), которые менее реакционноспособны по отношению к ионам металлов, чем функциональные группы, присутствующие в белках, такие как аминогруппы (-NH₂) и карбоксильные группы (-COOH).
2. Протравы обычно легче взаимодействуют с заряженными или полярными функциональными группами. Белковые волокна имеют аминогруппы и карбоксильные группы, которые могут легко образовывать ионные взаимодействия с ионами металлов, усиливая сродство к протравам.
3. Структурные различия между целлюлозой и белками также влияют на доступность реакционноспособных поверхностей. Более сложная структура белковых волокон позволяет большему числу участков взаимодействовать с протравами.

На практике это означает, что когда вы протравливаете 100 граммов шерсти и 100 граммов хлопка, используя для каждого по 2 граммов сульфата железа, шерсть будет протравлена сильнее, чем хлопок.

С другой стороны: танины, как правило, имеют более высокое сродство к целлюлозе, чем к белкам.

Вот несколько причин этого:

1. Танины, будучи полифенольными соединениями, имеют гидроксильные группы (-OH), которые легко образуют водородные связи с гидроксильными группами в целлюлозе.
2. Взаимодействие между танинами и целлюлозой часто более благоприятно, чем взаимодействие между белковыми волокнами и танинами, из-за особого расположения гидроксильных групп в целлюлозе.
3. Гидроксильные группы в целлюлозе и танинах могут вступать в водородные связи, что способствует прочному сродству между ними. У белков доступных гидроксильных групп меньше, и взаимодействия могут быть слабее по сравнению с целлюлозой.
4. Танины также могут образовывать ионные взаимодействия с целлюлозными волокнами. Хотя у белков есть аминогруппы и карбоксильные группы, способные вступать в ионные взаимодействия, особое расположение и доступность этих групп могут приводить к более сильным взаимодействиям с целлюлозой.
5. Целлюлозные волокна имеют линейную и упорядоченную структуру, что обеспечивает более доступную поверхность для взаимодействия с танинами. Неровная и более сложная структура белков ограничивает доступность реакционноспособных поверхностей для связывания танинов.

На практике это означает, что когда вы дубите 100 граммов шерсти и 100 граммов хлопка, используя для каждого по 20 граммов порошка дубовых галлов, хлопок будет содержать больше танинов, чем шерсть.

Для наших тканей это сложное объяснение сводится к простому «правилу», если вы хотите получить на ткани самые тёмные серые и чёрные оттенки:

Для целлюлозы: сначала танины, потом сульфат железа.

Для белка: сначала сульфат железа, потом танины.

Как всегда: не перебарщивайте с сульфатом железа, его требуется совсем немного. Я использую максимум 2% WOF.

Пример A: образцы хлопка. 1 катеху, 2 катеху, а затем сульфат железа. 3 Сульфат железа, а затем катеху.

Пример B: образцы шёлка. 1 окрашены дубовыми галлами. 2 дубовые галлы, а затем сульфат железа. 3 Сульфат железа, а затем дубовые галлы.

Пример C: шёлковый noil. 1 Шёлковый noil, окрашенный кожурой граната. 2 кожура граната с последующей протравой сульфатом железа. 3 Протрава сульфатом железа, а затем окрашивание кожурой граната.

С нетерпением жду ваших результатов этого эксперимента!