“暖寶寶”的化學奧秘

李瑞祥 邵紅能

“暖寶寶”攜帶方便，發(fā)熱持久。因此，作為便捷、安全的貼身發(fā)熱器具，“暖寶寶”已成為當今國際取暖驅(qū)寒，熱敷理療的時尚用品。那么，它的結構成分是什么，又運用了什么原理？讓我們一起來了解一下吧！

結構成分與發(fā)熱原理

暖寶寶的反應原理其實就是利用原電池加快氧化反應速度的原理，將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋Ｋ饕商挤邸㈣F粉、水、鹽水以及些許添加劑組成一個原電池放電。由于它沒有正負極，電子無法分正負電子導出，于是直接形成短路，從而產(chǎn)生熱量。

“暖寶寶”由原料層、明膠層、無紡布袋三部分組成。原料層置于無紡布袋內(nèi)，由鐵粉、石、活性炭、無機鹽、水等合成。明膠層用于使其粘附在衣服上，一般選用優(yōu)質(zhì)壓敏膠涂層，粘結牢固，絕不污損衣物。為了使保溫長久持續(xù)，產(chǎn)品使用了礦物材料蛭石。無紡布袋采用微孔透氣膜制作，特點是均勻不漏、透氣性好。在使用時，去掉外袋，讓內(nèi)袋暴露在空氣里，空氣中的氧氣通過透氣膜進入原料層。放熱的時間和溫度就是通過透氣膜的透氧速率進行控制的。如果透氧太快，熱量會迅速放空，且還可能燙傷皮膚;如果透氧太慢，又沒有什么溫度感。能夠持續(xù)發(fā)熱12小時的暖寶寶是由于里面的高純度的鐵粉與空氣持續(xù)緩慢地發(fā)生氧化反應的結果。

暖寶寶采用鐵的“氧化放熱”原理，并且利用微孔透氧技術，使產(chǎn)品具有散熱均衡、發(fā)熱持久的特點。在未使用前，必須采用完全隔絕空氣的包裝方式，一旦開包，化學反應開始，便自動加熱。

鐵的“氧化放熱”原理，實際上就是根據(jù)鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的原理。活性炭具有強吸附性，在活性炭的疏松結構中因此儲有水蒸氣。若水蒸氣液化成水滴，流出與空氣和鐵粉接觸，在氯化鈉的催化作用下，就會較為迅速地發(fā)生反應，生成氫氧化鐵，于是放出熱量。鐵在自然條件下的氧化反應速度是緩慢的，若能加快這種反應，如設法加大鐵的表面積，使用水、食鹽和活性炭形成原電池來促進反應，就可以得到發(fā)熱袋所需的溫度，成為發(fā)熱袋的熱源。

詳解反應成分

鐵粉：空氣中的氧氣與鐵粉發(fā)生反應產(chǎn)生氧化鐵，鐵被腐蝕的時候會釋放出熱量。這些熱量能令鐵粉的溫度達到72.78℃;軍用級別的取暖器溫度能達到93.33℃。一般工廠將鐵碾碎或者用水噴射熔化了的鐵來得到鐵粉。

多孔的小袋子：打開塑料包裝袋，空氣就滲入了暖寶寶小袋子中，袋子中開始進行能發(fā)熱的化學反應。小孔越多意味著空氣越多，因此鞋用暖寶寶的小孔比一般暖寶寶更多（鞋中的空氣沒那么流通，需要更多孔）。

活性炭：活性炭的作用是吸附住空氣中的水分，保證氧化過程順利進行。它還有導熱功能，因此它能均勻散熱。加熱后的木炭體積膨脹，在碳原子間會留出數(shù)以百萬計的小孔，這樣一來每克炭的表面積會增加至2000平方千米，這些縫隙用來吸附水分足夠了。

氯化鈉：氯化鈉（鹽）與水混合是一種能促使鐵粉腐蝕的催化劑。

蛭石：這種含水的硅酸鎂鋁在加熱的時候會膨脹，看上去就像蠕蟲一樣，因此得名于拉丁語中vermiculus的蠕蟲。它很輕，吸水能力強，在暖寶寶中不參與化學反應。它的味道也不臭，因此它是一種能防火的超級材料。它是絕緣體，有些建筑材料中也會用到它。它和活性炭一起將鐵粉分散開來，避免暖寶寶中的填充物發(fā)熱太快灼傷皮膚。

取暖驅(qū)寒但須合理使用

好的暖寶寶升溫快，發(fā)熱均勻，持續(xù)時間長，而且手感舒適，不墜袋。暖寶寶對關節(jié)炎、肩周炎、腰腿痛、風濕及類風濕、畏寒不適、四肢發(fā)涼、傷處遇寒疼痛等患者有止痛保健作用。

從暖寶寶的材料來看，只要按照科學的使用方法和正確的步驟使用，應該是沒有副作用的，但劣質(zhì)產(chǎn)品可能會使用工業(yè)鐵粉，對人體有害，所以消費者要謹防低價劣質(zhì)產(chǎn)品。

一般人使用暖寶寶是不會有不良反應的。不過，糖尿病人、小孩和老人要慎用，因為糖尿病患者和老人肢體末端感覺減退，小孩則皮膚嬌嫩，容易發(fā)生低溫燙傷。使用前一定要仔細閱讀使用方法和注意事項。暖寶寶的最高發(fā)熱溫度可達66℃，且12小時持續(xù)均勻放熱，因此是嚴禁直接貼在皮膚上的，也不適合貼在較薄的衣服上，睡覺時也不宜使用，使用時最好每隔1小時檢查一下皮膚，發(fā)現(xiàn)有紅斑或其他不適，應立即停止使用。