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今日好奇:化纤衣服啊,怎么起静电的老是你?


穿上雪纺长裙,本指望变身飘逸小仙女,但现实却是裙子与丝袜蹭出无数静电,裙摆牢牢黏在腿上不肯下来;腈纶毛衣暖和漂亮又不缩水,但每次脱掉它都得噼里啪啦地扯出一长串火花,还常被门把手电到怀疑人生……


化纤做的衣服怎么就那么容易起静电?就没有什么办法能拯救一下它吗?


今日好奇:化纤衣服啊,怎么起静电的老是你?

当我在冬天的夜晚脱下一件腈纶毛衣…… | pixabay


 首先,静电从哪儿来? 


衣服上的静电是从哪儿来的呢?简单来说,就是两种织物在摩擦的过程中,一种织物夺取了另一种织物表面的电子。当两种织物分离时,其中一个就带了负电,另一个带了同等电荷量的正电,它们各自带着的电荷都属于静电。为了达到电荷平衡,它们会再次向周围的织物、人体等放出或夺取电荷,这个电子流动的过程,就是“啪”一下电的人生疼的静电放电现象。


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吸附灰尘和各种小东西也是静电带来的烦恼之一 | giphy


 为什么起静电的总是化纤? 


生活经验告诉我们,化纤制成的衣服是静电的高发区,而棉麻织物遇到的静电烦恼则少很多,这究竟是为什么?


其实,问题的关键在于水分。


北方比湿润的南方地区更加频发静电,冬天又比其他季节静电更多,这都是受到环境湿润程度的影响。而在同样的环境条件下,织物纤维自身有多大保持湿润的能力也很重要。(不太纯的)水作为一种良好的导体,可以把物体表面的电荷“导走”,有效避免静电累积。如果织物纤维的性质亲水,擅长从环境中吸收水分保持自身表面的湿润,那么织物的表面电阻就会大大降低,有利于静电散逸。


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棉纤维的亲水性比涤纶好得多 | 编辑制图


组成棉、麻织物的纤维素分子就很擅长吸湿,而与之相反,最常被制成纤维的几种合成聚合物却都相当疏水、吸湿性差。涤纶、锦纶之类的化学纤维含有的水分远小于棉、丝等天然纤维,因此它们电阻更大,也就更难把静电疏导出去。静电在纤维上越积越多,等待你的就是噼里啪啦的电火花了。


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蓬松保暖的绒毛面料很多也由涤纶制成,它们也免不了给冬日宅家生活带来静电困扰 | 编辑拍摄


 把静电扼杀在摇篮里 


减少衣物上的静电,通常有两种思路:阻止静电产生,或者及时把产生的静电疏导掉。


直接抑制静电产生,从源头解决静电放电现象,这听起来似乎高大上,但实践起来其实很容易——你只需要一瓶衣物柔顺剂。


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衣物柔顺剂通过减少摩擦预防静电产生 | 图虫创意


和洗涤剂不同,衣物柔软剂中的有效成分一般是阳离子表面活性剂。它的分子一端是带正电荷的亲水基团,赋予了柔软剂水溶性和对织物纤维的亲和性,另一端则是长长的疏水基团。


在清洗步骤之后添加柔软剂,它先是形成胶束分散在水中,然后吸附在织物表面上。当衣服晾干后,胶束崩坏,柔软剂分子铺展在织物表面,形成分子膜,可以减少纤维表面的摩擦系数。静电由摩擦产生,当柔软剂增加了润滑、减少了摩擦,静电的产生也就变少了。


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柔软剂附着在织物表面形成一层膜,减少摩擦与静电的产生 | 根据参考文献2插图重制


 改造纤维,疏而导之 


当然,有时候就算用了柔软剂,也挡不住静电继续产生,那就要寄希望于在被电之前先把电荷放走。

 

直接加点水是个容易想到的思路,保持环境湿度可以有效减少静电困扰,直接给衣服喷点水也能快速消除静电。不过,更有效率的解决方法是在生产环节就对织物纤维加以改造,让它们更擅长“自觉地”从环境中吸取水分。


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想导走静电,最简单的思路就是靠水 | 图虫创意


把吸水性差的纤维和吸水性较好的纤维混纺,例如进行涤棉混纺,可以让它们取长补短,避免静电积累。此外,也有很多方法可以对化纤本身加以改造,例如在其中添加改善吸湿性的助剂,或者直接把亲水基团连接到化纤分子上。


不过,如果真遇到特别干燥的环境,即使是织物擅长吸水可能也无济于事。这时候还可以直接在布料里加进“导线”。比如在纺丝前,向化纤原料中添加能够导电的碳黑或金属化合物;或者在已经纺好的化纤外层涂覆具有导电成分的物质;亦或是在化纤中织入金属纤维、碳纤维等导电纤维。对防静电要求很高的工作服通常就是加入导电纤维制成的。


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加入导电纤维后,人体静电压大幅度降低 | 参考文献[3]

 

当化纤中有了这些导电物质,可以快速分散和泄露静电,减少静电的局部积蓄,从而规避静电放电现象。并且,由于导电纤维主要是通过自由电子提供导电能力的,因此环境的湿度对其导电性能影响不大,即使在干燥的地区使用,也能有很好的抗静电性能。

 

有了这些技术,化纤也可以摆脱因为静电被人嫌弃的命运了。



参考文献


[1] 郭腊梅,赵俐,崔运花.纺织品整理学[M].中国纺织出版社:北京,2005.

[2] 孙铠,沈淦清,王柏华.中国纺织品整理及进展[M].中国轻工业出版社:北京,2013.

[3] 李亿光.浅谈防静电织物的应用及发展前景[J].中国个体防护装备,2010(02):38-42.

[4] 吕善模,梁丽华.国外纺织纤维商业补贴和商业公定回潮率数值表[J].中国纤检,1981(04):61-65.

[5] 朱平.功能纤维及功能纺织品[M].中国纺织出版社:北京,2006.


作者:悲催的铊宝宝

编辑:窗敲雨


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