曹廣雪
高吸水性樹脂是一類新型功能高分子材料,通過水合作用,它能迅速吸收比自身多數(shù)百倍甚至千倍質(zhì)量的液態(tài)水,且在常溫下具有良好的保水能力,即使在受熱或受壓下也不易失水,在酸、堿環(huán)境中的穩(wěn)定性也較好。
按原材料來源高吸水性樹脂可分為淀粉類、纖維素類、合成樹脂類。聚丙烯酸鈉屬于合成樹脂類的高吸水性樹脂。
聚丙烯酸鈉分子量非常大,是溫和的有機(jī)高分子物質(zhì),不會(huì)被皮膚吸收,也不會(huì)對(duì)皮膚產(chǎn)生刺激,其吸收的溶液量可達(dá)自重的30倍,它也因此被廣泛運(yùn)用于嬰兒紙尿褲等衛(wèi)生用品的制造上。
聚丙烯酸鈉的吸水性有多神奇呢?一起通過以下實(shí)驗(yàn)來感受吧。
一、“人造雪”
1.材料準(zhǔn)備
聚丙烯酸鈉、溫水、燒杯、玻璃棒。
2.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)用燒杯取少量的粉末狀聚丙烯酸鈉,再準(zhǔn)備一個(gè)燒杯盛清水,水與聚丙烯酸鈉的比例為25∶1。
(2)快速將水倒入裝有粉末狀聚丙烯酸鈉的容器內(nèi),觀察其變化。
(3)從外觀上看,水與聚丙烯酸鈉混合后的生成物與真正的“雪”并無區(qū)別,通常在影視劇里用來襯托藝術(shù)效果,稱其為“人造雪”。
可將“人造雪”灑在盆景的土壤周圍,既可為土壤保濕,又可起到美化作用。等“人造雪”水分蒸發(fā)后,還可循環(huán)使用。
二、人造彩色晶體
1.材料準(zhǔn)備
聚丙烯酸鈉、色漿、溫水、燒杯、玻璃棒。
2.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)取一定量的粉末狀聚丙烯酸鈉,加入水,聚丙烯酸鈉與水的比例為1∶60,用玻璃棒不斷攪拌至結(jié)晶狀。
(2)加入少量你喜歡的顏色色漿,重復(fù)上述操作,便會(huì)觀察到彩色晶體出現(xiàn)。
3.實(shí)驗(yàn)原理
聚丙烯酸鈉是輕度交聯(lián)的高分子空間網(wǎng)絡(luò),含有較多羧酸基(-COONa+),其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是由化學(xué)交聯(lián)和大分子鏈相互纏繞的物理交聯(lián)構(gòu)成的。當(dāng)聚合物遇水時(shí),離解為帶正電荷的低分子離子(Na+)和帶負(fù)電荷的高分子離子。
低分子離子(Na+)與水接觸產(chǎn)生反應(yīng),離開高分子離子鏈,由于帶負(fù)電荷的高分子離子間的相互電排斥力,使高分子網(wǎng)束由相互纏繞狀態(tài)逐漸伸展(或溶脹),從而造成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)內(nèi)外產(chǎn)生滲透壓,水分子以滲透方式向網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)擴(kuò)散,形成溶膠,所以,聚丙烯酸鈉有很強(qiáng)的吸水性。
4.實(shí)驗(yàn)說明
聚丙烯酸鈉因聚合度不同,其吸水性也會(huì)受到影響,聚丙烯酸鈉的吸水能力從20倍到幾百倍不等,造“雪”還是造“冰”,取決于你的用水量!
發(fā)明與創(chuàng)新·中學(xué)生2021年11期