Arjen ilmiöt -sarja: Miten paita voi silitä itsestään?

08.07.2010

Teksti: Marko Hamilo

Salaisuus on mikroskooppisten kuitujen ristisilloituksessa, jonka amerikkalainen kemisti keksi 1950-luvulla.

Julkaistu Tiede -lehdessä 4/2010

Kun miespoliitikolta kysytään tasa-arvon nimissä, kuka perheessä silittää paidat, poliitikko pääsee helpoimmalla kertomalla käyttävänsä itsesiliäviä kauluspaitoja. Mutta miten paita voi noin vain silitä itsestään?
Oikeastaan tämä kysymys on hieman ennenaikainen. Onhan ensin ymmärrettävä, miksi puuvillapaita ylipäätään rypistyy pesun jälkeen.

Rypistyminen on nimenomaan puuvillapaitojen ongelma. Jos puuvillaan lisätään synteettisiä kuituja, paita rypistyy vähemmän ja siliääkin helpommin, mutta useimpien käyttäjien mielestä tällaiset ”peltipaidat” tuntuvat inhottavilta iholla. Sataprosenttinen puuvilla hengittää ja tuntuu pehmeältä.

Puuvillakuitu saadaan pensaina kasvavien puuvillakasvien siemenhahtuvista. Hahtuvat ovat melkein puhdasta selluloosaa. Selluloosa on pitkäketjuinen, tuhansista atomeista koostuva molekyyli eli polymeeri.
Myös keinokuidut, kuten nailon tai polyesteri, ovat polymeeriketjuja. Juuri ketjun pituus tekee näistä materiaaleista hyviä tekstiilien raaka-aineita.

Puuvilla unohtaa muotonsa

Puuvillan polymeeriketjuille on tyypillistä, että ne käytössä ja varsinkin pesussa katkeilevat ja vaihtavat paikkaa suhteessa toisiinsa. Niiltä puuttuu ”muisti”. Ne eivät siis osaa rasituksen jälkeen palata ”omille paikoilleen” kankaassa.

Kun kuidut liikkuvat suhteessa toisiinsa, kangas ei pysy alkuperäisessä muodossaan. Syntyy silminnäkyvä ryppy.
Yhdysvaltain maatalousministeriön kemisti Ruth Benerito keksi 1950-luvulla keinon vahvistaa puuvillan selluloosakuituja niin sanotulla ristisilloituksella. Siinä muuten valmis puuvillakangas saa kemiallisen käsittelyn, jossa polymeeriketjujen välille syntyy vetysidoksia.

Vetysillat pitävät ketjuja yhdessä niin, etteivät ne joudu eroon toisistaan. Näin ketjut tavallaan ”muistavat” oman paikkansa.

Puuvillan ristisilloitukseen on olemassa paljon erilaisia kemiallisia aineita.

Kuin kumin vulkanointia

Pitkien polymeeriketjujen ristisilloitus on vanha keksintö. Esimerkiksi raakakumi vulkanoidaan sillä tavoin kestävämmäksi, kovemmaksi ja paremmin kemikaaleja sietäväksi. Vulkanoinnissa kumin polymeeriketju ristisilloittuu vetysidoksien sijaan rikkiatomien kovalenttisten sidosten avulla.

Aluksi ajateltiin, että puuvillan ristisilloitus auttaisi sodassa ryppyjä vastaan vahvistamalla selluloosakuituja. Benerito oivalsi, ettei ristisilloituksen määrä riitä kuitujen merkittävään vahvistamiseen. Hän keksi ensimmäisenä, että ristisilloitus vahvistaa heikkoja vetysidoksia polymeeriketjujen välillä.

Beneriton kehittämä menetelmä auttoi myöhemmin kehittämään myös tahroja hylkiviä ja vähemmän tulenarkoja tekstiilejä.

Lähde: Yhdysvaltain maatalousministeriön nettisivut, www.ars.usda.gov