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今日好奇:化纖衣服啊,怎么起靜電的老是你?

果殼
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穿上雪紡長(zhǎng)裙,本指望變身飄逸小仙女,但現(xiàn)實(shí)卻是裙子與絲襪蹭出無數(shù)靜電,裙擺牢牢黏在腿上不肯下來;腈綸毛衣暖和漂亮又不縮水,但每次脫掉它都得噼里啪啦地扯出一長(zhǎng)串火花,還常被門把手電到懷疑人生……

化纖做的衣服怎么就那么容易起靜電?就沒有什么辦法能拯救一下它嗎?

首先,靜電從哪兒來?

衣服上的靜電是從哪兒來的呢?簡(jiǎn)單來說,就是兩種織物在摩擦的過程中,一種織物奪取了另一種織物表面的電子。當(dāng)兩種織物分離時(shí),其中一個(gè)就帶了負(fù)電,另一個(gè)帶了同等電荷量的正電,它們各自帶著的電荷都屬于靜電。為了達(dá)到電荷平衡,它們會(huì)再次向周圍的織物、人體等放出或奪取電荷,這個(gè)電子流動(dòng)的過程,就是“啪”一下電的人生疼的靜電放電現(xiàn)象。

為什么起靜電的總是化纖?

生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們,化纖制成的衣服是靜電的高發(fā)區(qū),而棉麻織物遇到的靜電煩惱則少很多,這究竟是為什么?

其實(shí),問題的關(guān)鍵在于水分。

北方比濕潤(rùn)的南方地區(qū)更加頻發(fā)靜電,冬天又比其他季節(jié)靜電更多,這都是受到環(huán)境濕潤(rùn)程度的影響。而在同樣的環(huán)境條件下,織物纖維自身有多大保持濕潤(rùn)的能力也很重要。(不太純的)水作為一種良好的導(dǎo)體,可以把物體表面的電荷“導(dǎo)走”,有效避免靜電累積。如果織物纖維的性質(zhì)親水,擅長(zhǎng)從環(huán)境中吸收水分保持自身表面的濕潤(rùn),那么織物的表面電阻就會(huì)大大降低,有利于靜電散逸。

組成棉、麻織物的纖維素分子就很擅長(zhǎng)吸濕,而與之相反,最常被制成纖維的幾種合成聚合物卻都相當(dāng)疏水、吸濕性差。滌綸、錦綸之類的化學(xué)纖維含有的水分遠(yuǎn)小于棉、絲等天然纖維,因此它們電阻更大,也就更難把靜電疏導(dǎo)出去。靜電在纖維上越積越多,等待你的就是噼里啪啦的電火花了。

把靜電扼殺在搖籃里

減少衣物上的靜電,通常有兩種思路:阻止靜電產(chǎn)生,或者及時(shí)把產(chǎn)生的靜電疏導(dǎo)掉。

直接抑制靜電產(chǎn)生,從源頭解決靜電放電現(xiàn)象,這聽起來似乎高大上,但實(shí)踐起來其實(shí)很容易——你只需要一瓶衣物柔順劑。

和洗滌劑不同,衣物柔軟劑中的有效成分一般是陽離子表面活性劑。它的分子一端是帶正電荷的親水基團(tuán),賦予了柔軟劑水溶性和對(duì)織物纖維的親和性,另一端則是長(zhǎng)長(zhǎng)的疏水基團(tuán)。

在清洗步驟之后添加柔軟劑,它先是形成膠束分散在水中,然后吸附在織物表面上。當(dāng)衣服晾干后,膠束崩壞,柔軟劑分子鋪展在織物表面,形成分子膜,可以減少纖維表面的摩擦系數(shù)。靜電由摩擦產(chǎn)生,當(dāng)柔軟劑增加了潤(rùn)滑、減少了摩擦,靜電的產(chǎn)生也就變少了。

柔軟劑附著在織物表面形成一層膜,減少摩擦與靜電的產(chǎn)生 | 根據(jù)參考文獻(xiàn)2插圖重制

改造纖維,疏而導(dǎo)之

當(dāng)然,有時(shí)候就算用了柔軟劑,也擋不住靜電繼續(xù)產(chǎn)生,那就要寄希望于在被電之前先把電荷放走。

直接加點(diǎn)水是個(gè)容易想到的思路,保持環(huán)境濕度可以有效減少靜電困擾,直接給衣服噴點(diǎn)水也能快速消除靜電。不過,更有效率的解決方法是在生產(chǎn)環(huán)節(jié)就對(duì)織物纖維加以改造,讓它們更擅長(zhǎng)“自覺地”從環(huán)境中吸取水分。

把吸水性差的纖維和吸水性較好的纖維混紡,例如進(jìn)行滌棉混紡,可以讓它們?nèi)¢L(zhǎng)補(bǔ)短,避免靜電積累。此外,也有很多方法可以對(duì)化纖本身加以改造,例如在其中添加改善吸濕性的助劑,或者直接把親水基團(tuán)連接到化纖分子上。

不過,如果真遇到特別干燥的環(huán)境,即使是織物擅長(zhǎng)吸水可能也無濟(jì)于事。這時(shí)候還可以直接在布料里加進(jìn)“導(dǎo)線”。比如在紡絲前,向化纖原料中添加能夠?qū)щ姷奶己诨蚪饘倩衔铮换蛘咴谝呀?jīng)紡好的化纖外層涂覆具有導(dǎo)電成分的物質(zhì);亦或是在化纖中織入金屬纖維、碳纖維等導(dǎo)電纖維。對(duì)防靜電要求很高的工作服通常就是加入導(dǎo)電纖維制成的。

加入導(dǎo)電纖維后,人體靜電壓大幅度降低 | 參考文獻(xiàn)[3]

當(dāng)化纖中有了這些導(dǎo)電物質(zhì),可以快速分散和泄露靜電,減少靜電的局部積蓄,從而規(guī)避靜電放電現(xiàn)象。并且,由于導(dǎo)電纖維主要是通過自由電子提供導(dǎo)電能力的,因此環(huán)境的濕度對(duì)其導(dǎo)電性能影響不大,即使在干燥的地區(qū)使用,也能有很好的抗靜電性能。

有了這些技術(shù),化纖也可以擺脫因?yàn)殪o電被人嫌棄的命運(yùn)了。

參考文獻(xiàn)

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[5] 朱平.功能纖維及功能紡織品[M].中國紡織出版社:北京,2006.

作者:悲催的鉈寶寶

編輯:窗敲雨