书城科普读物生活的科学
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第15章 穿着的科学(3)

另一方面,手套和袜子在干燥时,纱是很松的,同时它们对手和脚的附着力很小,所以我们可以很方便地把它们脱下来。可是,手套和袜子打湿以后,由于水的表面张力使纱线绷紧了,同时水对手套、袜子和手脚又都有附着力,它把它们像浆糊似地“粘”起来,所以就不容易脱下来。刚洗过的脚不容易穿进袜子,也是这个道理。因为刚洗过的脚,皮肤上还附着很多不易觉察的小水点,它会“抓”住袜子,不让袜子穿上去。

不能放在太阳下晒的胶鞋

橡胶

橡胶是提取橡胶树、橡胶草等植物的胶乳,在胶乳里加入醋酸,就凝结成一种固体物质,这就是生胶。生胶的分子像单条链带一样的线型结构,强度不高,虽然有弹性,但是容易拉断。尤其是对温度的变化很敏感,一热就会变软发粘,一冷又会变硬发脆,派不上什么用场。在橡胶加工厂里,工人使用硫磺来弥补生胶的缺点。硫原子能把橡胶分子互相连接起来,使橡胶分子的线型结构变为网状结构,这样大大提高橡胶的强度。在橡胶加工的时候,除了添加硫化剂以外,还加入各种形形色色的配料,如着色剂、软化剂、增强剂、填充剂、防老剂等。防老剂的作用就是防止橡胶的老化,延长它的寿命。

橡胶的“老化”

套鞋、胶鞋穿久了就会发硬变脆,容易开裂,这种现象叫做橡胶的“老化”。阳光中含有大量的紫外线,紫外线除了能够杀菌消毒以外,它对橡胶也是致命的。当它“钻”进橡胶制品内部以后,会切断橡胶的分子链。同时,阳光的高热还会使硫原子和生胶分离,破坏了它的体型分子结构。这样一来,橡胶就失去了弹性和分子间的结合力,因此就会出现开裂损坏的现象。

预防胶鞋“老化”

橡胶老化是一个很复杂的问题,一般来说氧化、日光和高温都能促使橡胶老化,所以当穿过的套鞋或胶鞋,应立刻把它洗净,放在阴暗通风的地方晾干,不能放在阳光下曝晒或在火炉旁烘烤,也不要让煤油、汽油之类和它碰在一起,因为油类的分子会钻到橡胶的分子中间去,将橡胶的分子撑开,使套鞋或胶鞋溶胀变形。

容易褪色的衣服

多彩的布

棉纤维原是白色的,用它织成的布,也是白色的,只是使用了各种染料,才会产生各种各样的颜色。染料中有许多种颜色,有黄的、蓝的、绿的、棕的、黑的和红的等等。为了需要,人们还特地把性质相同、色泽不同的染料相混,使它们拼出更多的颜色来。染料的种类也有很多,常用的染料有直接染料、硫化染料、还原染料、活性染料和偶氮染料等。单单是蓝布,就有凡拉明蓝布、士林蓝布、硫化蓝布、直接蓝布、火星蓝布等。

染色工艺

一般地讲,用直接染料、硫化染料染色的布,染色方法简单,成本低,但染色牢度差,色泽也比较萎暗;用还原染料染色的布,染色牢度好,色泽鲜艳,但染色方法复杂,成本高;至于偶氮染料染出来的布,色泽鲜艳,染色牢度中等,染色方法复杂;有名的活性染料,一般染色牢度较好,色泽也较鲜艳,但是不耐漂白粉漂白。总之,各有各的特色。

衣服的褪色现象

在布店的橱窗里或柜台上,陈列着种类繁多花色各异的布。由于各类染料的染色牢度不同,染色工艺、成本和用途等也有所不同,所以有的布容易褪色,有的布不容易褪色。另外,在不同的穿着条件下,对同样的布也会产生不同的褪色程度。人们用同样的布做成衣服,穿了以后,有的褪色严重,有的褪色现象不明显,这也是有很多原因的。就拿同一种凡拉明蓝布来说,农民穿了,整天在田间劳动,经常被太阳晒,身上也容易汗湿,这样洗洗穿穿,不长时间就褪色了;而一般在室内工作的人穿凡拉明蓝布衣服,短时期内,不容易发现这种褪色现象。

要先用明矾水浸泡的染色衣服

媒染剂

好的染料,一般都必须具有这样三个起码的条件:第一,有颜色;第二,经得起太阳晒,不褪色;第三,能够牢牢地染在衣服上。很多染料具有第一、第二两个条件,可是,却往往不能与衣服上的纤维紧紧挂钩。

邮票本来与信封“无缘”,但是,如果你在邮票后面涂一层浆糊,它就能牢牢地贴在信封上。人们用这种“贴邮票”的办法,往衣服上“贴”染料,那“浆糊”就是媒染剂。

明矾

最普通的媒染剂,要算是明矾了。人们在染色时,先把被染物放在明矾的水溶液里浸一下,然后,拿去用热蒸汽吹。明矾的化学成分是硫酸铝钾,很容易水解。热蒸汽一吹,它就分解而生成氢氧化铝。氢氧化铝是白色胶状的沉淀,粘糊糊的,挺像浆糊。当这浑身上下沾满“浆糊”的被染物,被浸到染料溶液里头去时,很快地染上了颜色,而且用水都洗不掉。

在我们中国,很早就会应用这种媒染的方法了。我国历代的许多天然染料,都是用明矾做媒染剂的。氢氧化铝是两性的,能与酸性物质产生化学反应,常用来吸附一些酸性的染料。

媒染法

在印染厂里,蚕丝、羊毛比较容易染上颜色,因为它们的化学成分都是蛋白质,是两性物质,容易与一些酸性染料或碱性染料结合在一起。棉织品是比较难以直接染色的,因为棉花纤维是中性物质,因此,大都是采用这种媒染法染色。其实远古时期的染工就知道使用媒染剂来帮助染色。比方说,当棉或毛织品跟洋葱皮放在水里一起煮时,在水里加上一点明矾,织品马上就会染上洋葱皮的颜色。这就是明矾使洋葱皮内的天然色素染进了织品。

巧洗全棉衣服

妈妈的绝招

在洗比较脏的棉质被里、床单、衣服时,妈妈总是先用冷水浸泡,然后用肥皂搓洗或用软毛刷刷洗,常常再冲上一壶滚开水,让它浸泡以后,才用清水过净。妈妈说,这样洗出来的东西就特别干净。为什么先用冷水泡再用沸水一泡,衣服就会洗得很干净呢?妈妈的方法是科学的吗?

沸水浸泡很科学

比较脏的衣服经过冷水浸泡、肥皂搓刷以后,虽然织物表面的多数污物已被洗下,但是在织物纤维的间隙中,还紧紧地吸附着不少污物。这时用沸水一泡,水温大大提高,随着温度的提高,在冷水中难以溶解的污垢,在沸水中就会纷纷和织物脱离开来。其次,棉纤维是一种吸附污物能力很强的物质,许多污物就是因为被棉纤维紧紧吸附住了,无法从织物上脱身。棉纤维的吸附特点在温度较低时,吸附的能力较强;相反,如果温度升高,那么吸附能力就越低。所以沸水一泡,不少原先被织物吸附得很牢的污物,这时也因为高温作用而从织物上脱落下来。另外,化学反应通常受温度的影响很大,原先“躲”在织物纤维间隙中的污物,在水温大大提高以后,就会在较短的时间内,被肥皂拉进水中。

冷水浸泡不可少

虽然沸水浸泡很有效,但是先用冷水浸泡也是必不可少的,这也是有讲究的。如果马上用沸水浸泡,效果反而会适得其反。因为衣服上的污迹可能含有蛋白质,蛋白质受热会凝固,牢牢粘附在衣服上,所以开始就用沸水浸泡,衣物上的蛋白质就很难洗去了。因此先用冷水浸泡,是为了先去掉这些蛋白质。

衣服挂破的地方为何总呈直角

力的合成

每个人都可能遇到过这样不愉快的事情,一不小心衣服钩到钉子上或者有棱角的硬东西上,就被钩破了。令人奇怪的是,每次被钩破的地方都呈直角。这是什么原理呢?为了弄清楚这个问题,我们需要先了解一下力的特性。

我们知道,几个在同一方向上作用的力的合力,大小等于这几个力相加之和。然而,如果作用在物体上的两个力形成一个角度,那么它们的合力并不等于这两个力相加,而是小于这两个力相加的和,方向是在这两个力之间。

力的分解

几个力可以合成一个力;一个力也可以分解成几个力;作用在同一物体时,这几个分力的作用同那个合力的作用完全一样。

譬如荡秋千,秋千受到人身体的重力是垂直向下的,但是实际上秋千并没有垂直向下运动,而是来回地摆荡着。原来人体所受到的重力可以被分解为两个力来看待:一个力是沿着摆荡弧线的切线方向,这个力使秋千摇荡着;另一个力沿着绳子的方向,把绳子向下拉,这两个分开来的力刚好成直角,它们的效果和作用同秋千上人体的重力一样。换句话说,一个方向向下的重力,被分解成两个不同方向的力。

衣服的纺织结构

为什么衣服钩破了的地方总是成直角?这个问题与上面的情况是相似的。当衣服被钩子钩住的时候,钩子作用在衣服上的拉力是任意方向的,而一般做衣服的布是由互相垂直的经向和纬向两个方向的线织成的,因此衣服被钩破的时候,钩子的力量总是分解成两个相互垂直的分力,一个在纬线的方向,另一个在经线的方向,使衣服被钩破的地方成直角形,破边基本上跟经纬线垂直。