第十章
高吸水性樹脂
世界上吸水本領最大的要數海綿。但現在人們已合成出一種吸水性勝過海綿的高分子材料,稱為高吸水性樹脂,其吸水量可達自身重量的500—3000倍。
這是一種神奇的白色粉末,每顆高分子樹脂微粒,就像一個小小的蓄水池。把它們撒到幹旱少雨的沙漠地,能在夜間汲取從地下滲上來的水分。如果預先拌好肥料和水,就能在沙漠地區栽培農作物。用它做尿布,吸水好,又衛生。用來做衛生棉、清潔餐巾,更受人們歡迎。這種高吸水性樹脂沒有毒性,它和藥物、化妝品混在一起,藥物會緩慢地釋放出來,延長藥效。用它做成水果的包裝袋,新鮮水果就能長久保鮮。
高吸水性樹脂的吸水本領,在於聚合物中有許多能吸引住水的“基團”,它像一雙雙能拉住水分子的“手”一樣。當整個大分子上的“手”拉住了許許多多的水分子後,一顆白色的粉末,變成了一個“吃飽”水的小水球。
這種神奇的粉末,有的是用澱粉、纖維素天然高分子為骨架,通過接枝共聚的方法製造的;有的是用化學合成方法製造的;還有的是用腈綸廢絲綜合利用得到的。
世 界 之 最
延展性最佳的金屬
國際市場上通常以黃金代表貨幣價值。其實,黃金還具有很多優良特性,如不氧化和不容易與其他元素構成化合物,以及具有其他金屬無可比擬的延展性,因而應用於工業和尖端科學技術方麵。
人們利用黃金優良的延展性,把它錘打成極薄的金箔。最薄的金箔可薄至0116~0127微米。將23~26張極薄的金箔疊置起來,其總厚度剛與蟬翼最薄處相當,可見用“薄如蟬翼”來形容還是遠遠不夠的。
手工錘鍛加工的金箔因厚度不勻和有微孔,主要供裝飾之用,稱包金。如河北槁城商代中期遺址和安陽殷墟,都出土過裝飾用金箔。隨著生產技術的發展,金箔愈打愈薄,裝飾用時,就隻需將金箔粘貼到織物、皮革、紙張、器物或建築物表麵,既節省了黃金,又獲得金光閃亮、永不鏽蝕的裝飾效果。
金箔對於紅外線的反射率高達984%,如果用特殊工藝加工成不同厚度的金箔,看上去就會有各種不同的顏色。這種特殊的性能已應用在紅外線探測器和反導彈技術上。
硬度之“王”
自然界沒有一種物質的硬度可以與金剛石匹敵(見“金剛石與其他礦物相對硬度表”),金剛石從而獲得“硬度之王”的桂冠。
金剛石與其他礦物相對硬度表
礦物滑石石膏方解石螢石磷灰石正長石石英黃玉剛玉金剛石莫氏
硬度12345678910
隨著現代科學技術和現代工業的發展,金剛石已從單純的工藝原料變成重要的工業材料。金剛石因為具有特殊的硬度而廣泛應用於機械、電氣、航空、精密儀器儀表和國防工業部門。如用來製成高速切削用車刀和鑽孔器;細粒金剛石製成的玻璃刀可以準確切割各種玻璃,在光學儀器上刻劃精細的刻度;地質勘探用鑽頭鑲嵌了金剛石,可以鑽穿最堅硬的岩層和提高鑽探效率;作為高級研磨材料的金剛石粉用於琢磨最堅硬的寶石和石英振蕩片、加工精密工業寶石(如寶石軸承),以及用來修整各種砂輪。
金剛石還具有優良的半導體性能,可應用於尖端科學技術。目前,金剛石年產量(包括天然和人造)已達1億克拉(20噸)以上。
最早的合成塑料
1905年,美國化學家貝克蘭有一次將苯酚(石炭酸)和甲醛(福爾馬林)放在燒瓶裏,以酸作催化劑,然後進行加熱反應。他發現燒瓶裏的反應物漸漸變成黃色的膠狀物,類似於桃樹、鬆樹上的樹脂,牢牢地粘在燒瓶壁上。貝克蘭多次用水衝刷,怎麼也洗不掉。後來,他又用高溫烘烤,想使它熔融。誰知這一烤,膠狀物反而變成了硬塊。這情況倒給貝克蘭一個啟示,他想,這東西既不怕水,又不熔融,豈不可作為一種很好的材料嗎?
當時由於電氣及儀器設備製造等工業的迅速發展,對新材料的需要十分迫切。為了弄清這一物質的性質,貝克蘭又花費了多年的時間進行研製,到1909年,總算有了眉目。因為產物是經過酚和醛反應得來的,形態又類似樹脂,所以取名酚醛樹脂。它色澤呈淡黃色,又不大透明,粗看極象象牙,因此剛出來時,一些商人競相販賣。不少人把它當作象牙買進而受騙上當。
貝克蘭的功績在於人類曆史上第一次製成了以小分子化合物,用純粹化學方法合成了塑料。這一材料不僅是合成塑料的鼻祖,而且今天仍有著十分廣泛的用途,繼續受到人們的重視。
最輕的金屬