Жвачка для рук: почему полимеризуется клей ПВА?

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.

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.

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.

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