“吸水大师”聚丙烯酸钠

◆山东省邹城市实验中学 曹广雪

“吸水大师”聚丙烯酸钠

◆山东省邹城市实验中学 曹广雪

高吸水性树脂是一类新型功能高分子材料，通过水合作用，它能迅速吸收比自身多数百倍甚至千倍质量的液态水，且在常温下具有良好的保水能力，即使在受热或受压下也不易失水，在酸、碱环境中的稳定性也较好。

按原材料来源高吸水性树脂可分为淀粉类、纤维素类、合成树脂类。聚丙烯酸钠属于合成树脂类的高吸水性树脂。

聚丙烯酸钠分子量非常大，是温和的有机高分子物质，不会被皮肤吸收，也不会对皮肤产生刺激，其吸收的溶液量可达自重的30倍，它也因此被广泛运用于婴儿纸尿裤等卫生用品的制造上。

聚丙烯酸钠的吸水性有多神奇呢？一起通过以下实验来感受吧。

一、“人造雪”

1.材料准备

聚丙烯酸钠、温水、烧杯、玻璃棒。

图1 “人造雪”实验材料

2.实验步骤

（1）用烧杯取少量的粉末状聚丙烯酸钠，再准备一个烧杯盛清水，水与聚丙烯酸钠的比例为25∶1。

图2 “人造雪”实验过程

（2）快速将水倒入装有粉末状聚丙烯酸钠的容器内，观察其变化。（3）从外观上看，水与聚丙烯酸钠混合后的生成物与真正的“雪”并无区别，通常在影视剧里用来衬托艺术效果，称其为“人造雪”。

图3 “人造雪”

可将“人造雪”洒在盆景的土壤周围，既可为土壤保湿，又可起到美化作用。等“人造雪”水分蒸发后，还可循环使用。

图4 用“人造雪”装点的盆景

二、人造彩色晶体

1.材料准备

聚丙烯酸钠、色浆、温水、烧杯、玻璃棒。

2.实验步骤

（1）取一定量的粉末状聚丙烯酸钠，加入水，聚丙烯酸钠与水的比例为1∶60，用玻璃棒不断搅拌至结晶状。

（2）加入少量你喜欢的颜色色浆，重复上述操作，便会观察到彩色晶体出现。

图5 人造彩色晶体

3.实验原理

聚丙烯酸钠是轻度交联的高分子空间网络，含有较多羧酸基(-COONa+），其网络结构是由化学交联和大分子链相互缠绕的物理交联构成的。当聚合物遇水时，离解为带正电荷的低分子离子（Na+）和带负电荷的高分子离子。

低分子离子（Na+）与水接触产生反应，离开高分子离子链，由于带负电荷的高分子离子间的相互电排斥力，使高分子网束由相互缠绕状态逐渐伸展(或溶胀)，从而造成网络结构内外产生渗透压，水分子以渗透方式向网络结构扩散，形成溶胶，所以，聚丙烯酸钠有很强的吸水性。

4.实验说明

聚丙烯酸钠因聚合度不同，其吸水性也会受到影响，聚丙烯酸钠的吸水能力从20倍到几百倍不等，造“雪”还是造“冰”，取决于你的用水量！