Как получить самые тёмные оттенки чёрного с помощью таннинов и сульфата железа.

Если вы читали мои блоги, вы уже видели кое-что о создании тёмных оттенков с помощью волшебного взаимодействия таннинов с сульфатом железа. (См. этот блог)

В этом блоге мы объясним, почему существует определённый порядок, на который следует обратить внимание.

Во‑первых: как это работает?

Реакция между таннинами и сульфатом железа приводит к образованию тёмного комплекса, обычно известного как феррический таннат. Эта химическая реакция исторически использовалась при производстве чернил для письма и рисования. Поэтому, когда мы используем эту комбинацию на ткани, мы де‑факто создаём чёрные чернила прямо на нашем текстиле.

В этом процессе участвуют два компонента:

1. Таннины. Это полифенольные соединения, содержащиеся в различных частях растений, таких как кора, оболочки и дубовые галлы. Они содержат фенольные гидроксильные группы, которые могут реагировать с ионами металлов.
2. Сульфат железа (iron(II) sulfate), который представляет собой соль, содержащую ионы железа(II) (Fe²⁺).

Когда таннины контактируют с сульфатом железа, ионы железа(II) образуют комплекс с фенольными гидроксильными группами в таннинах.

Этот комплекс чёрного или тёмно‑синево‑чёрного цвета, в зависимости от используемых таннинов. В красильной ванне и даже вне её ионы железа(II) в комплексе подвергаются окислению с образованием ионов железа(III) (Fe³⁺). Этот процесс может включать воздействие 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 материалов не имеет значения. Но когда мы создаём тёмные оттенки на ткани, порядок очень важен. Почему это так?

Не все морданты адсорбируются одинаково на белковых (шерсть и шёлк) и на целлюлозных (хлопок, конопля, лён, вискоза и рами) волокнах. Поэтому уровни поглощения соли морданта различаются.

Это потому что:

1. Морданты часто содержат ионы металлов, которые могут образовывать комплексы с функциональными группами на волокнах. Целлюлозные волокна в основном имеют гидроксильные (-OH) группы, которые менее реакционноспособны с ионами металлов, чем функциональные группы, присутствующие в белках, такие как аминогруппы (-NH₂) и карбоксильные группы (-COOH).
2. Морданты обычно взаимодействуют легче с заряженными или полярными функциональными группами. Белковые волокна имеют аминогруппы и карбоксильные группы, которые могут легко образовывать ионные взаимодействия с ионами металлов, повышая сродство к мордантам.
3. Структурные различия между целлюлозой и белками также влияют на доступность реактивных поверхностей. Более сложная структура белковых волокон обеспечивает большее разнообразие участков, которые могут взаимодействовать с мордантами.

На практике это означает, что когда вы мордуете 100 граммов шерсти и 100 граммов хлопка, каждый из которых обработан 2 граммами сульфата железа, шерсть будет сильнее пропитана мордантом, чем хлопок.

С другой стороны: таннины в целом имеют более высокое сродство к целлюлозе, чем к белкам.

Вот несколько причин для этого:

1. Таннины, будучи полифенольными соединениями, имеют гидроксильные (-OH) группы, которые могут легко образовывать водородные связи с гидроксильными группами в целлюлозе.
2. Взаимодействие между таннинами и целлюлозой часто более благоприятно, чем взаимодействие между белковыми волокнами и таннинами, из‑за специфического расположения гидроксильных групп в целлюлозе.
3. Гидроксильные группы в целлюлозе и таннинах могут вступать в водородные связи, что способствует сильному сродству между ними. У белков меньше доступных гидроксильных групп, и взаимодействия могут быть слабее по сравнению с целлюлозой.
4. Таннины также могут образовывать ионные взаимодействия с целлюлозными волокнами. Хотя белки имеют аминогруппы и карбоксильные группы, которые могут участвовать в ионных взаимодействиях, специфическое расположение и доступность этих групп могут приводить к более сильным взаимодействиям с целлюлозой.
5. Целлюлозные волокна имеют линейную и упорядоченную структуру, что позволяет более доступной поверхности для взаимодействия с таннинами. Нерегулярная и более сложная структура белков ограничивает доступность реактивных поверхностей для связывания с таннинами.

На практике это означает, что когда вы танните (tanning) 100 граммов шерсти и 100 граммов хлопка, каждый из которых обработан 20 граммами порошка галлов дуба, хлопок будет содержать более высокий уровень таннинов, чем шерсть.

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

Для целлюлозы: сначала таннин, затем сульфат железа.

Для белковых: сначала сульфат железа, затем таннин.

Как всегда: не переборщите с сульфатом железа, немного даёт большой эффект. Я использую максимум 2% WOF.

Exhibit A: cotton samples. 1 cutch, 2 cutch and then ferrous sulfate. 3 Ferrous sulfate and then cutch.

Exhibit B: Silk Samples. 1 dyed with oak galls. 2 oak galls and then ferrous sulfate. 3 Ferrous sulfate and then oak galls.

Exhibit C: Silk noil. 1 Silk noil dyed with pomegranate peels. 2 pomegranate peels with a post-mordant of ferrous sulfate. 3 Ferrous sulfate mordant and then dyed with pomegranate peels.

С нетерпением жду ваших результатов этого эксперимента!