关键概念
化学
聚合物
比率
混合物
介绍
你是否想过橡皮泥、软泥这些有趣的玩具是由什么制作成的？其实，是玩具中某些大分子聚合物的特性，使它们具有不同的性质：弹性，黏滑、易延展、易碎、坚硬、柔软、有粘性、可塑性，而且非常好玩。
很多材料都由聚合物构成，他们具有多种性能。自然界中也能找到它们的身影，例如，琥珀，天然橡胶；还有一些就是像尼龙、硅树脂、各种塑料制品等合成材料。聚合物具有独特的物理和化学性质，这些性质随构成聚合物的不同成分的含量变化而变化。那么改变各种成分的比例，是如何影响聚合物材料的外观和性能的呢？
背景
把水，硼砂和白乳胶（主要成分为聚醋酸乙烯酯，是一种合成聚合物）混合起来，你就可以自己在家中制造类似于橡皮泥的聚合物材料。聚合物是一个长分子，里面包含许多相似的重复单元。例如聚醋酸乙烯酯，其重复单元包含一个醋酸基团。硼砂是一种白色粉末，由四硼酸钠组成，可以与醋酸基团反应。准确的说，一个硼砂分子可以与两个不同聚醋酸乙烯酯分子上的醋酸基团反应，并形成化学键。
硼砂与醋酸乙烯酯的分子之间交联在一起，分子之间交联的越多，反应得到的聚合物材料越大。此外，当更多的分子之间产生交联，聚合物材料就不会变为液体状，而是增加了固性。
实验材料
三个封口袋
水
白乳胶
硼砂
量杯
不同大小的量勺
两个带盖子的玻璃罐
记号笔
手套，胶皮手套（可选）
防护眼镜或者其他能保护眼镜的物品
实验准备
孩子们需要带着防护眼镜或者其它种类的保护眼镜，并且要在成人的监护下格外小心的使用硼砂，因为这可能会刺激到眼睛。
向一个玻璃罐中加入三汤勺的水和三茶勺的白乳胶。盖好盖子并摇晃玻璃罐，直到胶水完全被稀释，且没有粘稠状的物质残留，在这个罐子上面标记“#1：百分之五十的胶水溶液”。
在第二个罐子当中，加入半量杯温水和一茶勺硼砂。再一次拧紧盖子摇晃玻璃罐，直到没有颗粒状的硼砂残留并且溶液是澄清的。在这个罐子上面标记“#2:百分之四的硼砂溶液”。
本实验中制作的聚合物非常黏，所以一定要让它远离衣物，木制品和其它难以清理的具有粗糙表面的物体。同样，百分之五十的胶水溶液以及胶水和硼砂的混合物不能倒入排水沟，因为这样会造成堵塞。应将它们放入塑料袋去处理。
实验步骤
将三个带有封口袋分别标记为A、B、C。
从放有溶液#1的玻璃罐（50%比例的胶水）中分别取出一汤勺溶液放到袋子A当中，两汤勺放到袋子B当中，三汤勺和一茶勺放到袋子C当中。然后小心把袋子放好，以防止溶液溢出。
从放有#2溶液的罐子（4%的硼砂）中分别取三汤勺溶液放入袋子A，两汤勺放入袋子B，两汤勺放入袋子C。将袋子密封。
每一个袋子中放入这两种溶液的比率是多少？哪个袋子含有的胶水最多？哪个袋子含有的胶水最少？
封好袋子之后，用你的手指去挤压含有混合物的袋子，让各种组分更好的在袋子当中混合，有些袋子可能需要混合的时间长一些。你在每一个袋子里面能够观察到些什么现象？每个袋子里合成的聚合物与其他袋子里的聚合物有什么区别？
在混合物形成了黏黏的团状物质后，你可以从袋子里把它们拿出来。你如何描述你所制作的每一种材料的物理性质呢？ 这些材料是松软的，粘性的，坚硬的，柔软的，富有弹性的，还是有其他的性质呢？
在研究过它们之后，如果你想保存你的聚合物的产品，你可以将它们放在带拉锁的袋子当中，密封后放入冰箱当中来储存。
拓展：是否有其他的方法，可以通过改变聚合物产品的配方来改变其物理性质呢？试着改变#1溶液的胶水含量，或者是改变#2溶液中硼砂的比例，看看你的聚合物产品会如何变化。你能否优化一下配方，用不同的方法获得不同种类的聚合物么？
拓展：用于制作果冻的蛋白质明胶也是一种聚合物。你能通过哪些实验探索其他聚合物的物理性质呢？例如明胶。
观察与结果
在混合之后，是否每一个袋子当中都会形成一些固体状的物质（聚合物）？在袋子C当中含有最多的固体状聚合物么？在袋子A当中含有最多的液体状的物质么？
白乳胶当中含有较长的聚醋酸乙烯酯分子并且彼此缠绕在一起，这就是胶水具有粘性、粘稠的原因。当硼砂（四硼酸钠）加入到聚乙酸乙烯酯当中，分子之间相互交联，胶水溶液就变得更粘了。
随着硼砂交联了越来越多的胶水分子，粘性逐渐增加，一个不断增大的固态聚合物就形成了。含胶水最少的袋子A，应该含有最多的液体状的物质，而含胶水最多的袋子C，应该含有最多的固体状的物质。其实，我们在商店当中购买到的橡皮泥和软泥并不是由聚乙酸乙烯酯制作而成的，而是通过有机硅聚合物或聚乙烯醇制成的，这两种物质可以增加材料的耐久性。
清理
百分之五十的胶水溶液以及胶水与硼砂的混合物不可以倒入排水沟，因为这样会造成堵塞。
应将它们放在塑料袋子里投入垃圾箱。
（翻译 刘夏，审校 李昱）
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