為什麼紙巾吸水會變皺,吸收酒精不會?

實驗室經常用紙巾沾酒精來擦東西,發現紙巾在沾了酒精後,不管是干之前還是干之後都幾乎沒有變皺,而紙巾沾水後馬上就膨脹變皺了,幹了之後也是皺巴巴的。
所以問題相當於:為什麼紙張纖維吸水會膨脹,而吸收酒精不會?

果殼上有這個問題,但是現有答案都不能讓人滿意
為什麼紙張沾水變干以後會變皺,而沾到油脂...
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補兩張圖
沾濕後:

乾燥後

乾燥後


謝謝邀請。

同有-OH基團,水的沸點是100攝氏度,而乙醇的沸點是78.4攝氏度,這是因為水分子間的氫鍵的要比乙醇分子間的氫鍵強許多。

正如各知友所提到的,紙漿的基本成份是纖維素,而纖維素之間的重要相互作用力是氫鍵。需要指出的是,纖維素間的氫鍵和乙醇分子間的氫鍵十分相像,都是-CHx-OH ... OH-CHx- 。

(Source:

(Source:

(Source:http://www.lanl.gov/orgs/adtsc/publications/science_highlights_2009/2shen.pdf)

當普通紙巾遇水,纖維素間的氫鍵-CH-OH ... OH-CH- 可以被水分子所取代, 從而形成更強的氫鍵-CH-OH ...(OHH)n ... OH-CH-。而乙醇分子的氫鍵和纖維素分子的氫鍵強度相同,因此無法成功取代。以上只是解釋的為什麼普通紙巾遇水會變膨脹。

常溫常壓下,水的表面張力為72 mN/m 而乙醇的表面張力為21.5 mN/m,這是因為乙醇是兩親分子(CH3-CH2- 基團親油,-OH基團親水)而水分子不是。其結果是液態水會自發的減小其表面積。因此當水分子替代纖維素之間的氫鍵後,由於要需要減小其表面積,從而使紙巾變皺。

有沒有辦法證明以上論斷是正確的?

1)如果氫鍵取代機理是正確的,那麼可知糖(纖維素的兄弟)在水中易溶而在酒中難溶。這似乎和我們的生活常識是相符的;
2)如果表面張力機理是正確的,那麼從同樣材質的普通紙巾上取一小片,放入一碗水中,你會看到褶皺的紙片嗎?不會,因為此時的情況剛好相反,任何的褶皺都會增大水的表面積。


呵呵,這個啊,感覺造紙專業的兄弟們來回答可能會專業一點。我就拋磚引玉吧。

我們常用的紙巾,主要是植物纖維和輔料,前者以纖維素為主,再進一步分析微觀成分,是以葡萄糖組成的大分子多糖,具體的結構可以度娘。
基於葡萄糖的基本官能團,在這種大分子結構中,充斥著大量的氫鍵,保證了大分子相互之間緊密地糾纏在一起,從而形成宏觀上我們看到的紙。
當吸水的時候,水分子會插入其中,取代部分氫鍵,相當於在大分子結構中起到了潤滑或者增容的作用,纖維素大分子相互解纏和滑移,當水分被重新移除(比如說蒸干),滑移後的纖維素大分子之間重新形成氫鍵,但是這個時候會在新的位置,因此從宏觀上就看到紙皺起來了。
而酒精,沒有水那麼大的極性,通常呈中性,沒辦法取代原有的氫鍵,因此吸收酒精的時候,原有的氫鍵大部分被保留,移除酒精後基本上就會恢復原樣了。

基本上俺就只能答到這個境界了,等待大牛出現。


有趣的是,濾紙從來不會因為沾水而變皺,而玻璃紙沾水基本上就變成豆腐渣了。這兩者和普通紙最大的區別是紙漿中的膠質含量,所以我猜測水因為溶脹了膠質而使得紙變皺。


各種百度之後大概是這個意思:

紙張是由纖維素組成的,而維持纖維素之間形狀基本不變需要在製造紙張的時候在其中添加粘結劑。
出於成本的考慮,一般紙張的生產商大概主要用的都是水溶性的粘結劑。

現在大概答案就出來了,在紙張粘上水的時候,水在紙張中一定會發生移動,這時候水溶性的粘結劑就不知道被帶到哪裡了。水分蒸發後,分布不均的粘結劑就把紙張搞成了糾結的樣子…

然而,這種水溶性的粘結劑並不怎麼溶於酒精,所以酒精對紙張結構的破壞就沒有那麼明顯

這也能大概解釋濾紙為什麼不會皺巴巴的,估計是用了不受水或者其它有機溶劑影響的粘結劑吧

用手機隨便百度就得出的結果,可能不準確,如果有必要的話,我再用電腦調研一下~


抱歉接到邀請好久才過來答題。
大家寫的都很好也很有啟發性,我個人也部分認同大家氫鍵的解釋。

我只在這裡補充一下,表達一點個人的看法。
紙張的強度除了紙漿纖維自身情況以外,還取決於造紙過程所添加的化學添加劑。準確的說,應該是增強劑。一般分為干強劑與濕強劑。顧名思義,干強劑很大程度上影響了紙張乾燥時(也就是通常使用時)固有的力學性能(包括紙張裂斷長、纖維結合力、耐破指數等);而濕強劑則是在紙張潤濕的條件下增強紙張的強度,並維持紙張形態的穩定。 @天象同學提到的濾紙與玻璃紙的現象就是這種情況。當然了,我要再次提一下,紙漿纖維本身的決定也是很重要的!Θ????Θ

除了氫鍵的影響外,干強/濕強劑的存在狀態對紙張的影響也是非常大的。干強/濕強劑一般都是高分子聚合物,而聚合物本身在水中與酒精中的狀態時完全不同的。比如最常見的干強劑——聚丙烯醯胺,可溶於水,卻不溶於酒精。聚合物的存在狀態不同,也勢必影響到紙張的形態與力學性能

總的來說,一個是量的因素,一個是質的因素。

說的不一定對,以上只是基於進行過的造紙相關研究而做出的答案。請大家持懷疑的眼光看待該回答。專業的造紙業大牛,肯定不知道比我高到哪裡去了。還是希望其中有人來回答,本屌也好好學習一個。

絮叨完,比西方記者跑得還快!


纖維吸水後產生潤漲,使得纖維在吸水後產生形變伸長,在纖維橫向上變形比縱向上要大很多,因此紙巾沾水後會變皺,紙張沾的水干後,纖維會產生收縮,但是乾燥產生的收縮要比伸長小,因此水干後還是會皺。纖維的潤漲產生的伸縮與紙張的纖維種類、紙張生產工藝有關。
纖維素的潤漲分為結晶區間的潤張和結晶區內的潤張,結晶區間的潤脹是指潤張劑只能達到無定型區和結晶區表面,纖維素的X射線衍射圖不發生變化。結晶區內的潤張是指潤張劑滲透到微纖絲結晶區內部而發生的,由此產生新的晶格,出現新的X射線衍射圖。纖維素上的羥基本身是有極性的,作為潤張劑,液體的極性越大,潤張的程度就越大。鹼溶液中的金屬離子通常以「水合離子」的形式存在對於進入結晶區更為有利,除鹼外,其它潤張劑的潤張能力由強到弱為磷酸、水、極性有機溶劑等。因此,紙巾吸收酒精後產生的潤漲長度很小,不會起皺。
具體的可以看下《植物纖維化學》中纖維素一章以及《造紙原理與工程》。


不知道具體是什麼原因,但是肯定和結構、工藝技術有關係。人民幣和紙張都是紙,紙巾從本質上來說是木漿、草漿等打成紙漿,經過壓制,起皺等一系列工序做成紙張,成分以纖維素為主,屬於非織造的工藝技術。值得注意的是,紙巾為了柔軟是經過起皺處理的,就是說紙巾其實是一種遍布輕微皺紋的紙種,現在一般不允許添加膠質(因為粘合劑是五大高分子材料之一啦,而且分子量一般不大,且生產工序中會添加很多助劑,不安全,衛生紙畢竟要衛生,細菌數量也是嚴格控制的),而人民幣的是高級短纖維棉做成的,纖維素含量高且雜質含量少,在製作工藝上最大的區別是紙巾是木漿非織造得到的,且人民幣是抄造出來的,纖維素類的纖維吸濕性都比較好,回潮率較高,棉的回潮率是13%,而且纖維素吸濕膨脹,這個膨脹是垂直於纖維方向更明顯,也就是說,纖維吸濕以後膨脹了,而人民幣吸濕以後纖維膨脹,由於組織結構緊實而不會變皺,這就是衣服濕了以後變硬的原因。但紙巾的結構鬆散,吸濕以後水的表面張力對它的影響大,結構更加鬆散,最終導致起皺,幹了以後皺紋保持了下來。
總結下來,紙巾起皺主要是因為紙巾鬆散有皺紋,水的表面張力大,進入內部,增加分子間距離,使纖維素間的空隙增大,原有的皺紋被放大,最終導致明顯起皺。如果是人民幣基本不會皺,普通書寫紙不會這麼明顯。
其次,水和酒精相比,水的表面張力更大,分子結構小,更易進入內部使纖維素間空襲增大,所以酒精對起皺的影響小,其實酒精的表面張力真的不咋滴,而且容易揮發,呆不了多久就沒了。。。


2015-03-27


紙巾吸水是一種毛細現象,力來自紙巾顆粒之間的間隙。因為間隙,即無數倍大於空氣的分子顆粒,又小於間隙表面分子顆粒體積的總和。這樣間隙裡面的空氣分子數量,就少於間隙表面分子數量,使空氣分子無法滿足間隙表面分子吸引力的平衡要求。即間隙表面分子形成的吸引力,在空氣中產生剩餘吸引力。而水的密度大於空氣的密度,這樣剩餘吸引力就將密度更大的水吸引上來,以達到能量守恆。但要談到紙張纖維吸水會膨脹,而吸收酒精不會?那就要說到「表面能」的概念。所謂「表面能」為兩種物質之間的表面張力,廣義地所有兩種不同物態的物質之間界面上的張力被稱為「表面張力」。水在 20 ℃ 時的表面張力係數為 73 mN/m,而甲醇只有 22.60 mN/m。

表面能用分子力解釋:液體的內聚力是形成表面張力的原因。在液體內部,每個分子都在每個方向都受到鄰近分子的吸引力(也包括排斥力),因此,液體內部分子受到的分子力合力為零。然而,在液體與氣體(或固體)的分界面上的液體分子在各個方向受到的引力是不均衡的,造成表面層中的分子受到指向液體內部的吸引力,並且有一些分子被「拉」到液體內部。因此,液體會有縮小液面面積的趨勢,在宏觀上的表現即為表面張力現象。


用分子勢能解釋:液體內部分子周圍有大量分子,因此,內部分子的分子勢能較低。然而,表面層中的分子周圍的分子明顯小於液體內部分子的,所以,表面層的分子有較高的分子勢能。為了達到低能量的穩定狀態,表面層中的分子有向液體內部移動的趨勢,從而導致表面層中的分子數量減少,宏觀表現為液體表面積減小。


@紙巾老撕


我認為是因為酒精裡面沒有水,所以才會出現你說的不同。當然也可以認為是水裡沒有酒精。


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