2012年12月30日

科學玩具-物性-膨脹恐龍蛋


曾經在小朋友的央求下在百貨公司中買過要價99元的遇水膨脹恐龍,我知道它的價值,所以是在百般不情願地掏出一張國父。其實買這個東西的時候內心是煎熬再三,因為這個東西在小時候就已經流行過,五、六年級的人應該不陌生才是,而且泡過水之後,想等它體積回復到原來的模樣,很難!讓人不想再重新操作一次,最後難逃丟入垃圾桶的命運。
原本造型和體積小小的,可以容納在像鴿子蛋一般大小的容器內,但只要泡在水中,體積就會因為吸收水分而開始膨脹。不同的造型或材質,體積的膨脹倍數也不同,從數十倍到數百倍都有,就看用途是在哪一方面。膨脹之後的物質變成不容易流動的果凍,有人可不喜歡這種噁心的膠狀物的觸感。
原本的蛋殼上留有一個小洞,是要讓水可以從孔洞中流入
吸水物質膨脹之後,也比較方便將蛋殼由內向外撐破

這類型的玩具很多,但大部分並沒有標明吸水劑的材質。遇水膨脹的玩具大多是由一種名為 polyacrylamide-co-sodium polyacrylate)的聚合物材料製成。單體Acrylamide是有毒的,但是polyacrylamide這種聚合物則沒有。
號稱體積可膨脹600% 

它的材料和紙尿布中的吸水劑相同,業界對它做了很多像是使用的溶劑種類、環境溫度以及其他添加劑對於吸水性質影響的研究,也利用它隨含水量的多寡可重複使用的特性,開發出許多用途。

比如說利用魔晶土培育種子,可使種子發芽時水分不虞匱乏;芳香劑中除了香水或精油,還可以利用這種聚合物的長效保水性來讓產品使用期延長;還有一種神奇泡澡包,能將浴缸的水變成果凍狀,據藝人李冠儀說可以讓皮膚緊實(?);甚至還能在馬桶中使用馬屁精,管路也不會阻塞。

接下來,我們來做一個實驗-急凍水(受科學狂人所託,情義相挺,本實驗於97年年初進行,觀察對象:一個二年級任教班級)。

事先準備兩個杯子,第一杯倒入些許水,讓杯子與水的總質量為100公克;在第二個杯子中,放入從國外所購買(平均1g10元)的強力吸水粉,粉末只要2公克即可,也就是一個杯子加水再加上粉末就是102公克。
迅速將第一個杯子中的水倒入裝有粉末的杯子中,就會發現粉末開始吸水膨脹,有凝膠狀物質開始出現,水慢慢地被鎖水層鎖住,最後水完全被包覆住。
再將杯子和內容物放到天平上稱量質量,將會發現反應前後的質量並沒有改變,符合質量守恆的關係。如果再把杯口向下傾斜,其實不只沒有水會流出來,連膨脹後的吸水粉因為撐開之後,讓顆粒之間更加緊密,會發現竟然掉不太下來呢!
曾經想過粉末重新再利用,也試過加鹽讓水向外滲透或是加熱烘烤,其實效果都不好,乾燥的速率是讓人無法接受的,甚至聽科學狂人說放到微波爐當中也沒有用,反而會烤焦,所以目前仍然在尋求有效的回收方式。如果想放著讓它自己乾燥縮水,我可得先將經驗告訴大家:小心過幾天就發霉囉~

參考文章:科學玩具-化學-馬屁精科學玩具-化學-神奇冰涼頭領)

2 則留言:

  1. 請問那種吸水粉末叫什麼名稱呢?
    在哪個管道可以購買到?

    謝謝您

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    1. 聚丙烯酸鈉(Sodium polyacrylate 或 acrylic sodium salt polymer),依照用途、性質不同分成多種等級,化學儀器材料行都買得到。

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