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        “吸水大師”聚丙烯酸鈉

        2021-12-15 11:25:12山東省鄒城市實驗中學曹廣雪
        發(fā)明與創(chuàng)新 2021年42期
        關鍵詞:實驗

        ◆山東省鄒城市實驗中學 曹廣雪

        “吸水大師”聚丙烯酸鈉

        ◆山東省鄒城市實驗中學 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,是溫和的有機高分子物質,不會被皮膚吸收,也不會對皮膚產(chǎn)生刺激,其吸收的溶液量可達自重的30倍,它也因此被廣泛運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?一起通過以下實驗來感受吧。

        一、“人造雪”

        1.材料準備

        聚丙烯酸鈉、溫水、燒杯、玻璃棒。

        圖1 “人造雪”實驗材料

        2.實驗步驟

        (1)用燒杯取少量的粉末狀聚丙烯酸鈉,再準備一個燒杯盛清水,水與聚丙烯酸鈉的比例為25∶1。

        圖2 “人造雪”實驗過程

        (2)快速將水倒入裝有粉末狀聚丙烯酸鈉的容器內,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效果,稱其為“人造雪”。

        圖3 “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。

        圖4 用“人造雪”裝點的盆景

        二、人造彩色晶體

        1.材料準備

        聚丙烯酸鈉、色漿、溫水、燒杯、玻璃棒。

        2.實驗步驟

        (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晶狀。

        (2)加入少量你喜歡的顏色色漿,重復上述操作,便會觀察到彩色晶體出現(xiàn)。

        圖5 人造彩色晶體

        3.實驗原理

        聚丙烯酸鈉是輕度交聯(lián)的高分子空間網(wǎng)絡,含有較多羧酸基(-COONa+),其網(wǎng)絡結構是由化學交聯(lián)和大分子鏈相互纏繞的物理交聯(lián)構成的。當聚合物遇水時,離解為帶正電荷的低分子離子(Na+)和帶負電荷的高分子離子。

        低分子離子(Na+)與水接觸產(chǎn)生反應,離開高分子離子鏈,由于帶負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)絡結構內外產(chǎn)生滲透壓,水分子以滲透方式向網(wǎng)絡結構擴散,形成溶膠,所以,聚丙烯酸鈉有很強的吸水性。

        4.實驗說明

        聚丙烯酸鈉因聚合度不同,其吸水性也會受到影響,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!

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