Жвачка для рук: почему полимеризуется клей ПВА?

Л. Викторова
s20150514 PVA.jpg

Вопрос сформулирован не совсем корректно. Поливинилацетат (ПВА) — это уже полимер винилацетата, эфир поливинилового спирта и уксусной кислоты [—CH2—CH(OCOCH3)—]n. В обычных условиях ПВА — твердое бесцветное вещество, термопластик. А вот эмульсия ПВА в воде, устойчивость которой обеспечивают разные пластификаторы и специальные добавки, разумеется, жидкая. Это и есть популярный клей ПВА, которым сегодня что только не склеивают.

Из клея ПВА действительно можно приготовить так называемую жвачку для рук, которую на Западе именуют Handgum, Flubber, Gluep, Glurh или Slime. К ПВА добавляют раствор тетрабората натрия Na2B4O7 · 10Н2O, известного также как бура, или боракс. При перемешивании этой смеси жидкость постепенно загустевает и превращается в тягучую замазку, в мягкую резину которую можно формовать и растягивать руками. Какие же химические превращения происходят в системе?

Во-первых, тетраборат натрия в водном растворе гидролизуется с образованием щелочи и слабой борной кислоты. А в щелочном растворе происходит трансформация ПВА: он теряет уксусную кислоту и образуется поливиниловый спирт. Появлении уксусной кислоты можно почувствовать по ее запаху.

s20150514 PVA 2.jpg

А потом за дело принимается борная кислота, соединяя между собой цепи поливинилового спирта. Так образуется сшитый полимер, гораздо более вязкий и менее подвижный, чем исходный поливинилацетат. Этот эксперимент можно поставить и с чистым поливиниловым спиртом, если он есть в лаборатории.

s20150514 PVA 3.jpg

Опытные экспериментаторы советуют добавлять буры не меньше 5—6 % по массе от клея. Чем больше буры, тем жестче получится полимер. Бура плохо растворяется в холодной воде, поэтому следует брать горячую, но полученный раствор надо охладить, прежде чем соединять с клеем. Объем раствора буры должен быть таким же, как объем клея ПВА. Можно также добавить в систему пищевой краситель, чтобы наша самодельная жвачка для рук выглядела привлекательнее.

На самом деле этот простенький и эффектный эксперимент может быть хорошей моделью, которая поясняет принцип вулканизации каучука, дающей резину.

s20150514 PVA 4 kauchuk.jpg

Только в случае с резиной в роли сшивающего агента, образующего жесткую трехмерную сетку из полимерных цепей каучука, выступает чаще всего сера.

Разные разности
Долгожители обязаны вирусам
Почему при прочих равных условиях одни доживают до ста лет, а другие — нет? Исследователи из Копенгагенского университета решили поискать ответ на этот вопрос в кишечнике долгожителей, а точнее — в том гигантском сообществе бактерий, которы...
Сердце требует движения
Огромное количество исследователей во всем мире изучает сердечно-сосудистые заболевания и пытается найти универсальное решение. И на самом деле все они сходятся в одном: универсальное решение есть, и это — движение.
Фантастический телескоп
Два года назад NASA запустило в космос уникальную инфракрасную обсерваторию, до сей поры невиданную — телескоп Джеймс Уэбб. Мы уже рассказывали об этом, но не грех и повторить, потому что это настоящее рукотворное чудо.
Петух в зеркале
Есть ли окно, которое позволит нам заглянуть в разум животного? Да, есть! Это — зеркало. Ученые используют специальные тесты с зеркалом, которые называются «зеркальное самоузнавание». Вообще-то есть сомнение в их универсальности и недавно появил...