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《繁花》中火烧丝光棉真的不怕火烧?

2024-02-19 中科院物理所 阅读:
火烧丝光棉,并非真的能够阻燃,而是经过丝光处理后···

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在最近爆火的电视剧《繁花》中,由胡歌饰演的上海人“阿宝”与游本昌饰演的“爷叔”搭档,在20世纪90年代的上海,在外贸与股市中闯荡出一片天地。DJ2ednc

图1. 《繁花》剧照 | 照片源于网络DJ2ednc

在电视剧《繁花》故事的开篇,就为我们介绍了以“湖西针织厂”商人“范总”、青年“阿宝”、以及外贸公司的“汪小姐”之间达成的一笔生意。根据《繁花》的故事背景,商人“范总”所在的“湖西针织厂”开发出了一款火烧丝光棉T恤衫。在这之前,火烧丝光棉技术一直被国外名牌厂商所垄断,价格高昂。商人“范总”通过外贸公司的“汪小姐”,与“阿宝”通力合作,通过明星宣传等方式将三羊打造为爆火的国际名牌。DJ2ednc

图2. 三羊牌大获成功 |《繁花》剧照DJ2ednc

在故事中贯穿的火烧丝光棉是一种怎么样的面料?它真的不惧火的考验吗?这其中又是怎样的原理呢?DJ2ednc

棉纤维的性质DJ2ednc

日常接触到的服装面料可以被分为很多种类。我们日常接触到的服装面料包括涤纶、锦纶、棉纶等面料。[1] 例如小编日常接触到的衣物就有涤纶和棉的混合织物。DJ2ednc

人类利用棉纤维制作衣物的历史非常悠久,棉也是是我们日常衣物中非常常见的一种面料。棉纤维以纤维素(一种多糖)为主,掺杂有半纤维素、可溶性糖类、果胶、蜡质、脂肪等。因此,棉纤维就体现出多糖分子链的一些特性宏观。比如,棉纤维不耐酸,这是由于酸能够催化纤维素分子中苷键发生水解反应(单糖分子的半缩醛羟基与其它分子(包括糖)的羟基、氨基、亚氨基缩水所形成的化学键称为糖苷键)。纤维素纤维遇酸后,常表现出手感变硬、强度降低,甚至会全部炭化(比如浓硫酸会使棉纤维完全碳化)的现象。[2]DJ2ednc

图3. 棉花 | 图片源自网络DJ2ednc

但当遇到碱性环境的情况下,棉纤维大分子中的纤维素与碱发生作用,能够耐碱腐蚀。这个作用过程一般有两种理论解释:一种观点认为,纤维素是一种弱酸,它和碱发生了类似中和反应,生成醇钠化合物;另一种观点认为,碱和纤维素羟基结合,形成了分子化合物。一般认为以上两种反应可能同时存在。碱和纤维素作用形成一种被称为碱纤维素的不稳定化合物,经水洗后,碱纤维素仍能恢复原来的纤维素分子结构(水合纤维素),反应过程如图4所示。但是恢复后得到的纤维的微结构发生了变化,结晶区减少,无定形区增加。[2]DJ2ednc

图4. 纤维素的水合过程DJ2ednc

当我们将普通的棉纤维,经过丝光技术处理后,得到的织物具有较强的光泽,丝光棉由此得名。丝光处理,是在外加张力的条件下,使用浓烧碱液等处理棉纱线或棉织物的加工工艺。[3]DJ2ednc

丝光技术DJ2ednc

1844年,英国化学家麦瑟(Mercer)在用棉布过滤浓烧碱中的木屑时,观察到棉布变厚的现象,发现了浓烧碱可以使棉纤维溶胀的性质,并于1850年为这项技术申请专利。1890年,洛尔(Lower)在浓烧碱处理棉布时,发现在处理过程中同时对棉布施加张力,可提高处理后棉布的光泽,这项技术也被称之为丝光。DJ2ednc

1895年,丝光技术开始进行工业化普及,为了纪念麦瑟,丝光整理技术也被称为麦瑟处理(Mercerizing)。丝光棉和纯棉本质上都源自同一种纤维,其原材料都是棉花。丝光棉和纯棉在工艺处理上的差别造就了两者不同的性质。DJ2ednc

图5. 普通纤维和丝光纤维的对比[2]DJ2ednc

丝光技术是棉纺织品加工过程中的一道重要工序,对最终的产品质量有显著影响。随着技术的发展,丝光技术也不仅仅局限于利用浓烧碱进行处理。按照加工采用的介质的不同,丝光技术可被分为烧碱丝光液氨丝光两种。液氨丝光技术对棉纤维的损伤程度小,但产品光泽不达烧碱丝光技术的产品,因此,服装产业常采用烧碱丝光技术处理。[2根据处理温度的区别,烧碱丝光技术还可被细分为一般丝光低温丝光高温丝光。处理温度对得到的纤维特性有很大的影响。[4]DJ2ednc

丝光技术处理DJ2ednc

经过浓烧碱丝光处理后的棉纤维,内部整体结构发生改变。如图6所示,利用扫描电子显微镜,我们可以对比看到丝光棉和普通棉的结构的区别。DJ2ednc

图6. 棉针织布的表面形态;a) 普通棉针织布;b) 丝光棉针织布[5]DJ2ednc

棉纤维经烧碱丝光处理后,原本致密的棉纤维产生溶胀,纵向棉纤维所特有的胞腔减弱或缩为一点,横截面直径增大,若施加适当张力,纤维圆度增大,横截面从原来的扁平状变为椭圆形甚至是光滑的圆柱状。纤维表面原有皱纹消失,表面平滑度增加。DJ2ednc

如图7所示,S.A.Heap通过研究纤维截面的长轴与短轴之比和通过纤维的规则反射光的相对强度之间的关系,得出了长轴与短轴之比接近1,即纤维横截面接近于圆形时,纤维的定向反射增强的结论 [4] 因此,经过丝光处理后的纤维横截面变为椭圆状,对光线的反射由漫反射转变为较多的定向反射,导致织物表面显现出丝般光泽[5]DJ2ednc

图7. 纤维截面的长短轴之比对纤维反射光泽的影响[4]DJ2ednc

此外,实验研究表明,在相同的染色条件下,丝光棉针织物与未经过处理的棉针织物经过染色后,丝光棉针织物的染色程度高于普通棉针织物。这是由于棉纤维的部分晶区会转化为无定形区,丝光棉纤维的结晶度下降,无定形区增多,而染料对纤维的作用发生在无定形区,所以丝光后纤维的化学反应性能和对染料的吸附性能都有所提高,棉制品的光泽、尺寸稳定性、吸湿和染色性能都会得到较好的改善或提高。[3][5]DJ2ednc

同时,经过丝光处理后的棉纤维,纤维溶胀后,大分子之间的氢键被拆散,在表面张力的作用下,大分子的排列趋向于整齐,纤维的取向度提高,纤维表面不均匀变形被消除,减少了纤维中的缺陷,使纤维能更均匀地分担外力,从而减少了因应力集中而导致的断裂现象。加上膨化重排后的纤维相互紧贴,抱合力,也减少了因纤维之间的相对滑移而引起断裂的因素。因此,光棉针织面料在服用性和悬垂性等方面比普通针织面料更为优异,尺寸稳定性佳,不易起皱[3]DJ2ednc

火烧丝光棉真的不怕火烧吗?DJ2ednc

在《繁花》设定的90年代,丝光棉可视为是一种“棉中贵族”,风靡一时。以丝光棉制成的高品质针织面料,不仅完全保留了原棉优良的天然特性,而且具有丝绸面料的质感和下垂感;面料清爽、舒适、柔软、吸湿、透气性能好,光泽度极佳。同时,由于丝光棉的染色性能相比于未处理的传统棉有极大的改善,因此丝光棉花色丰富,穿起来舒适而随意;此种丝光棉针织面料多用于高档T-SHIRT,POLO-SHIRT等。DJ2ednc

但是,火烧丝光棉,并非真的能够阻燃,而是经过丝光处理后,丝光棉中棉纤维膨化重排后纤维相互紧贴,表面变得光滑致密比未经处理的棉制品更难燃烧,所以短时间燃烤无法达到引燃条件。丝光棉的本质其实还是纯棉制品,并非不可燃烧,只是不同的面料,不同的材质,它的燃烧条件会有所不同。DJ2ednc

参考文献:DJ2ednc

[1] 衣服中的涤纶、腈纶、锦纶…到底什么区别?DJ2ednc

https://ent.chinadaily.com.cn/a/202106/21/WS60cff8f3a3101e7ce9756505.htmlDJ2ednc

[2] 丝光棉是一种什么面料?https://zhuanlan.zhihu.com/p/411939661DJ2ednc

[3]贾建新,赵向阳,徐硕等.多次丝光处理对棉织物性能的影响[J].印染,2022,48(04):22-25+48.DJ2ednc

[4] 西岛靖元,杨立艾.关于棉的高温丝光[J].国外纺织技术(化纤、染整、三废治理分册),1981(08):19-21.DJ2ednc

[5] 周伟,林更旺,贾言星等.丝光棉针织物的染色工艺及性能探究[J].纺织导报,2021(04):68-72. DOI:10.16481/j.cnki.ctl.2021.04.022.DJ2ednc

[6] 电视剧《繁花》中的“丝光棉”不怕火烧?听听黄浦消防怎么说https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_26292075DJ2ednc

编辑:*0DJ2ednc

责编:Ricardo
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