●식물성 섬유는 수소결합으로 형태가 유지 됩니다.

알기 쉬운 화학의 이야기입니다. 화장지는 왜 물에 넣으면 녹는 것처럼 섬유가 뿔뿔이 흩어지는 걸까요?

종이가 물에 젖으면, 왜 부드러워거나 찢어지기 쉬워질까요? 쉽게 말하자면, 이것은 '수소결합'때문으로 물의 영향으로 결합하거나 떨어지는 화학 반응에 의한 것입니다.

예를 들면, 물로 탈수하면 셔츠 등에는 주름이 생깁니다. 이것을 펴지 않고 건조시키면 주름진 형태로 굳어 버립니다. 약간의 플리츠 가공이라고도 할 수 있습니다. 그러나, 물에 젖으면 이 주름은 다시 사라집니다. 이것이 수소 결합의 발생과 사라짐이라는 것입니다.

화장지를 구성하는 셀룰로오스 섬유는 목재 펄프를 원료로 하는 섬유입니다. 화장지에 사용되는 섬유는 특히 짧은 섬유입니다. 물 속에서는 흩어지지만, 얇게 펴서 건조시키면 섬유끼리 얽힌채로 굳어져서 종이가 됩니다. 이것을 물에 넣으면 수소결합이 풀려 섬유 조각으로 돌아가는 것입니다.

일반 용지의 경우는 엉겨져서 섬유가 길기 때문에, 물에 젖어도 뿔뿔이 흩어지지 않습니다. 그러나 수소결합이 사라지기 때문에 섬유 간의 결합이 느슨해 지므로, 연화하거나 찢어지기 쉬워지는 것입니다. 면, 마, 레이온 등은 종이와 같은 셀룰로오스(식물 섬유소) 섬유이기 때문에, 물에 의해 변형하기 쉬운 것입니다.

●식물성 섬유는 물을 흡수하면 굵고 짧아진다.

셀룰로오스 섬유는 물을 흡수하는 성질이 있습니다.

물을 흡수하면 흡수한 만큼 부푸는데, 굵기가 굵어지면서 길이가 짧아지는 것입니다. 이 때문에 물로 씻으면 줄어드는 것입니다.

건조하면 원래 굵기와 길이로 돌아갑니다. 그러나 직물과 편물 등의 구조는 수축된 모양 그대로 가늘어지기 때문에 증기 다리미 등을 사용하여 늘여야 합니다.

분무하거나 증기를 사용하면 원단이 늘어나는 이유는 앞서 언급한 수소 결합에 의한 형상 기억이 사라지기 때문입니다.

● 접은 종이를 이용한 실험에서 확인해 봅시다.

간단한 실험으로 이 사실을 확인해 봅시다.

정방형 종이의 네 꼭지점이 가운데에서 모이도록 접어서 물 위에 띄워보고, 그 변화를 관찰합니다.

종이는 물 위에 놓으면 점차 접은 부분이 열리면서 약 30초가 지나면 평평한 상태가 되어 버립니다.

우선 물은 접촉한 바닥면을 시작으로 종이 섬유에 침투합니다. 이를 통해 섬유에는 굵고 짧게 되려고 하는 힘이 작용하게 됩니다. 또한 주름 부분의 섬유에도 이 힘이 작용하여 안쪽으로 접혀 있던 주름은 수면쪽으로 당겨지게 됩니다.

또한 수소 결합에 의해 형상을 유지하고 있던 접은 종이는 물을 흡수하면서 결합이 사라져서 형태가 변경되기 쉬워지는 것입니다.