“吸水大師”聚丙烯酸鈉

◆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百倍甚至千倍質量的液態水，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、堿環境中的穩定性也較好。

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”水分蒸發后，還可循環使用。

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。

圖5 人造彩色晶體

3.實驗原理

聚丙烯酸鈉是輕度交聯的高分子空間網絡，含有較多羧酸基(-COONa+），其網絡結構是由化學交聯和大分子鏈相互纏繞的物理交聯構成的。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，使高分子網束由相互纏繞狀態逐漸伸展(或溶脹)，從而造成網絡結構內外產生滲透壓，水分子以滲透方式向網絡結構擴散，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！